CN107135524A - 一种分组数据网关、跨分组数据网关的切换方法和系统 - Google Patents

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CN107135524A CN201610109235.3A CN201610109235A CN107135524A CN 107135524 A CN107135524 A CN 107135524A CN 201610109235 A CN201610109235 A CN 201610109235A CN 107135524 A CN107135524 A CN 107135524A
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Abstract

本发明公开了一种分组数据网关、跨分组数据网关的切换方法和系统。该装置包括：终端从第一接入点移动到第二接入点时，第二接入点归属的第二分组数据网关接收来自终端的消息，消息包括第一接入点归属的第一分组数据网关的地址；第二分组数据网关根据第一分组数据网关地址，获取第一分组数据网关的参数信息，参数信息包括接入终端的公用数据网网关地址、连接终端与第一分组数据网关的IPsec隧道的IPsec隧道标识、连接第一分组数据网关与公用数据网网关的GTP隧道的GTP隧道标识；第二分组数据网关根据参数信息，与终端建立连接；第二分组数据网关根据参数信息，与公用数据网网关建立连接。通过本发明，UE跨ePDG切换后，无需重新建立IPsec隧道和GTP隧道，UE正在进行的业务不会中断。

Description

一种分组数据网关、跨分组数据网关的切换方法和系统
技术领域
本发明涉及网络通讯领域，特别是涉及一种分组数据网关、跨分组数据网关的切换方法和系统。
背景技术
现有技术中，终端(User Equipment，简称为UE)在同一个分组数据网关(Evolved Packet Data Gateway，简称为ePDG)下的不同接入点(Access Point，简称为AP)之间切换时，当UE从AP1切换到AP2时，UE只需向ePDG发送MOBIKE(IKEv2Mobility and Multihoming Protocol)请求，该请求中携带有更新的UE本地地址，UE就可以继续使用原先的IPsec(Internet ProtocolSecurity Internet)隧道传输数据，保证UE的业务不中断。
但是，当AP1、AP2接入的是不同的ePDG时，例如AP1接入S-ePDG(SourceePDG)，AP2接入T-ePDG(Target ePDG)。UE从AP1移动到AP2时，由于T-ePDG上没有UE的信息，切换过程只能按照初始附着流程处理：UE选择验证、授权和记账(Authentication、Authorization、Accountding，简称为AAA)进行鉴权，鉴权完成后进行公用数据网网关(PDN gateway，简称为PGW)的选择，但无法保证选择到原先接入的PGW，即使选择到原先接入的PGW，也无法和前面的会话关联起来，PGW会重新给UE分配地址，建立新的IPsec隧道。
可以看出，UE跨ePDG切换后，由于T-ePDG上没有用户的信息，无法和原先的会话关联，所以PGW会重新给UE分配地址，重新建立IPsec隧道和GTP(GPRS Tunnel Protocol)隧道，UE正在进行的业务肯定会中断，重新连接业务，会增加信息交互占用的时间，增加网络负担，还可能导致业务出现错误。
发明内容
鉴于现有技术中UE跨ePDG切换后，UE正在进行的业务肯定会中断，重新连接业务，会增加信息交互占用的时间，增加网络负担，还可能导致业务出现错误的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的分组数据网关、跨分组数据网关的切换方法和系统。
本发明提供一种跨分组数据网关的切换方法，包括：
终端从第一接入点移动到第二接入点时，第二接入点归属的第二分组数据网关接收来自终端的消息，消息包括第一接入点归属的第一分组数据网关的地址；
第二分组数据网关根据第一分组数据网关地址，获取第一分组数据网关的参数信息，参数信息包括接入终端的公用数据网网关地址、连接终端与第一分组数据网关的IPsec隧道的IPsec隧道标识、连接第一分组数据网关与公用数据网网关的GTP隧道的GTP隧道标识；
第二分组数据网关根据参数信息，与终端建立连接；
第二分组数据网关根据参数信息，与公用数据网网关建立连接。
其中，第二分组数据网关根据参数信息，与终端建立连接的处理包括：
第二分组数据网关根据IPsec隧道标识，通过IPsec隧道与终端建立连接。
其中，第二分组数据网关根据参数信息，与公用数据网网关建立连接的处理包括：
第二分组数据网关根据GTP隧道标识和公用数据网网关地址，通过GTP隧道与公用数据网网关建立连接。
优选地，第二分组数据网关与公用数据网网关建立连接之后，方法还包括：
第二分组数据网关将终端与公用数据网网关之间建立连接。
本发明还提供了一种跨分组数据网关的切换系统，包括终端、第一分组数据网关、第二分组数据网关和公用数据网网关，其中，
终端，用于从第一接入点移动到第二接入点时，向第二接入点归属的第二分组数据网关发送消息，消息包括第一接入点归属的第一分组数据网关的地址；
第二分组数据网关，用于接收来自终端的消息，消息包括第一接入点归属的第一分组数据网关的地址，根据地址获取第一分组数据网关的参数信息，参数信息包括接入终端的公用数据网网关地址、连接终端与第一分组数据网关的IPsec隧道的IPsec隧道标识、连接第一分组数据网关与公用数据网网关的GTP隧道的GTP隧道标识，并根据参数信息，分别与终端和公用数据网网关建立连接。
公用数据网网关，用于通过第二分组数据网关，与终端建立连接。
优选地，该系统还包括：
第一分组数据网关接口，设置在第一分组数据网关上，用于与第二分组数据网关进行消息的交互；
第二分组数据网关接口，设置在第二分组数据网关上，用于与第一分组数据网关进行消息的交互。
本发明还提供了一种分组数据网关，包括：
接收模块，用于当终端从第一接入点移动到第二接入点时，接收来自终端的消息，消息包括第一接入点归属的第一分组数据网关的地址；
获取模块，用于根据第一分组数据网关地址，获取第一分组数据网关的参数信息，参数信息包括接入终端的公用数据网网关地址、连接终端与第一分组数据网关的IPsec隧道的IPsec隧道标识、连接第一分组数据网关与公用数据网网关的GTP隧道的GTP隧道标识；
第一建立模块，用于根据参数信息，与终端建立连接；
第二建立模块，与根据参数信息，公用数据网网关建立连接。
其中，第一建立模块具体用于根据IPsec隧道标识，通过IPsec隧道与终端建立连接。
其中，第二建立模块具体用于根据GTP隧道标识和公用数据网网关地址，通过GTP隧道与公用数据网网关建立连接。
优选地，分组数据网关还包括：
分组数据网关接口，用于与第一分组数据网关进行消息的交互。
本发明有益效果如下：
借助于本发明实施例的终端，解决了现有技术中UE跨ePDG切换后，UE正在进行的业务肯定会中断，很大程度上影响了用户使用手机的便捷性和实用性，无法满足用户需求，降低用户体验的问题，通过本发明，UE跨ePDG切换后，无需重新建立IPsec隧道和GTP隧道，UE正在进行的业务不会中断，减小的网络负担，减少业务耗时，保证业务正常进行，提高了用户使用手机的便捷性和实用性，提高了用户体验。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例的跨分组数据网关的切换方法的流程图；
图2是本发明实施例的跨分组数据网关的切换方法的详细处理的流程图；
图3是本发明实施例的跨分组数据网关的切换系统的结构示意图；
图4是本发明实施例的跨分组数据网关的切换系统的详细结构示意图；
图5是本发明实施例的跨分组数据网关的切换方法的详细处理的流程图；
图6是本发明实施例的分组数据网关的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
方法实施例
根据本发明的实施例，提供了一种跨分组数据网关的切换方法，图1是本发明实施例的跨分组数据网关的切换方法的流程图，包括如下处理：
步骤101，终端从第一接入点移动到第二接入点时，第二接入点归属的第二分组数据网关接收来自终端的消息，消息包括第一接入点归属的第一分组数据网关的地址；
步骤102，第二分组数据网关根据第一分组数据网关地址，获取第一分组数据网关的参数信息，参数信息包括接入终端的公用数据网网关地址、连接终端与第一分组数据网关的IPsec隧道的IPsec隧道标识、连接第一分组数据网关与公用数据网网关的GTP隧道的GTP隧道标识；
步骤103，第二分组数据网关根据参数信息，与终端建立连接，具体地，第二分组数据网关根据IPsec隧道标识，通过IPsec隧道与终端建立连接；
步骤104，第二分组数据网关根据参数信息，与公用数据网网关建立连接，具体地，第二分组数据网关根据GTP隧道标识和公用数据网网关地址，通过GTP隧道与公用数据网网关建立连接。
在步骤104之后，第二分组数据网关将终端与公用数据网网关之间建立连接，这时终端已经通过第二分组数据网关接入了公用数据网网关，终端和公用数据网网关之间能够通过第二分组数据网关转发数据。
图2是本发明实施例的跨分组数据网关的切换方法的详细处理流程图，如图2所示，具体包括如下处理：
步骤201，UE从AP1(即上文所述的第一接入点)移动到AP2(即上文所述的第二接入点)，连接AP2后，向T-ePDG(即上文所述的第二分组数据网关)发送IKE_SA_INIT消息，协商建立IKE SA，在这个过程中，UE和T-ePDG协商加密算法。
步骤202，UE向T-ePDG发送MOBIKE请求，在信令中增加S-ePDG(即上文所述的第一分组数据网关)地址。
步骤203，T-ePDG收到MOBIKE请求后，向S-ePDG获取会话的鉴权信息、接入的PGW(即上文所述的公用数据网网关)地址、建立的IPsec隧道、GTP隧道等信息。
步骤204，T-ePDG向UE发送MOBIKE响应，这时T-ePDG就可以使用先前S-ePDG建立的IPsec隧道。
步骤205，T-ePDG根据前面获得的PGW地址，直接向PGW发起更新承载请求。
步骤206，PGW关联原先的会话，向T-ePDG返回更新承载响应。
步骤207，这时UE已经通过T-ePDG接入了PGW，能够通过T-ePDG转发数据。
步骤208，PGW向S-ePDG发起释放会话流程。
采用本发明所述方法，与现有技术相比，UE跨ePDG切换后，选择的PGW相同，PGW不需要重新给UE分配地址，继续使用原先建立的IPsec隧道和GTP隧道，业务不中断，减小的网络负担，减少业务耗时，保证业务正常进行，提高了用户使用手机的便捷性和实用性，提高了用户体验。
系统实施例
根据本发明的实施例，提供了一种跨分组数据网关的切换系统，图3是本发明实施例的跨分组数据网关的切换系统的结构示意图，包括：终端30、第一分组数据网关32、第二分组数据网关34和公用数据网网关36，以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。
终端30，用于从第一接入点移动到第二接入点时，向第二接入点归属的第二分组数据网关34发送消息，消息包括第一接入点归属的第一分组数据网关32的地址；
第二分组数据网关34，用于接收来自终端30的消息，消息包括第一接入点归属的第一分组数据网关32的地址，根据地址获取第一分组数据网关32的参数信息，参数信息包括接入终端30的公用数据网网关36地址、连接终端30与第一分组数据网关32的IPsec隧道的IPsec隧道标识、连接第一分组数据网关32与公用数据网网关36的GTP隧道的GTP隧道标识，并根据参数信息，分别与终端30和公用数据网网关36建立连接。
公用数据网网关36，用于通过第二分组数据网关34，与终端30建立连接。
其中，该系统还可以包括：
第一分组数据网关接口，设置在第一分组数据网关32上，用于与第二分组数据网关34进行消息的交互；
第二分组数据网关接口，设置在第二分组数据网关34上，用于与第一分组数据网关32进行消息的交互。
图4是本发明实施例的跨分组数据网关的切换系统的详细结构示意图，包括以下设备：UE、AP1、AP2、S-ePDG、T-ePDG、PGW。S-ePDG、T-ePDG都通过S2b接入PGW；AP1连接S-ePDG，AP2连接T-ePDG；S-ePDG、T-ePDG之间原先没有接口，增加H1/H2接口，ePDG支持H1/H2接口。设备UE、ePDG支持扩充的MOBIKE请求，在T-ePDG、S-ePDG之间进行信令交互，UE、PGW和T-ePDG之间能够继续使用原先S-ePDG建立的IPsec隧道、GTP隧道。
通过本发明，UE跨ePDG切换后，无需重新建立IPsec隧道和GTP隧道，UE正在进行的业务不会中断，减小的网络负担，减少业务耗时，保证业务正常进行，提高了用户使用手机的便捷性和实用性，提高了用户体验。
下面结合图4的系统结构，对本发明的跨ePDG切换方法的实施作进一步的详细描述，图5是本发明实施例的跨分组数据网关的切换方法的详细处理流程图，如图5所示，具体包括如下处理：
步骤501，UE连接AP1，已经通过S-ePDG接入PGW。
步骤502，UE连接AP2。
步骤503，UE向T-ePDG发起IKE_SA_INIT消息，协商建立IKE SA，在这个过程中，UE和ePDG协商加密算法。
步骤504，UE向T-ePDG发送MOBIKE请求，并且进行了扩充，增加携带S-ePDG地址信息，例如，在RFC4555协议基础上增加定义通知消息类型SOURCE_EPDG_ADDRESSES 16403，内容是4字节的S-ePDG的IPV4地址、或者16字节的S-ePDG的IPV6地址。
步骤505，ePDG之间增加支持H1/H2接口。T-ePDG向S-ePDG请求会话的鉴权信息、接入的PGW地址、建立的IPsec隧道、GTP隧道等信息。
步骤506，S-ePDG向T-ePDG返回上述信息。
步骤507，T-ePDG发送MOBIKE应答。
步骤508，T-ePDG和UE进行MOBIKE地址验证。
步骤509，T-ePDG按照前面获得的PGW地址，直接发起更新承载请求。
步骤510，PGW关联上原先的会话，返回更新承载响应。
步骤511，如果存在PCRF，PGW发起IP-CAN通知PCRF修改会话信息。
步骤512，这时，UE已经通过T-ePDG接入了PGW，能够通过T-ePDG转发数据，随后PGW向S-ePDG发起释放会话流程。
步骤513，PGW向S-ePDG发起释放会话请求。
步骤514，S-ePDG向UE发送删除会话请求。
步骤515，UE向S-ePDG发送删除会话响应。
步骤516，S-ePDG向PGW发送释放会话响应。
装置实施例
根据本发明的实施例，提供了一种分组数据网关，图6是本发明实施例的分组数据网关的结构示意图，包括：接收模块60、获取模块62、第一建立模块64和第二建立模块66，以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。
接收模块60，用于当终端从第一接入点移动到第二接入点时，接收来自终端的消息，消息包括第一接入点归属的第一分组数据网关的地址；
获取模块62，用于根据第一分组数据网关地址，获取第一分组数据网关的参数信息，参数信息包括接入终端的公用数据网网关地址、连接终端与第一分组数据网关的IPsec隧道的IPsec隧道标识、连接第一分组数据网关与公用数据网网关的GTP隧道的GTP隧道标识；
第一建立模块64，用于根据参数信息，与终端建立连接，第一建立模块具体用于根据IPsec隧道标识，通过IPsec隧道与终端建立连接；
第二建立模块66，用于根据参数信息，公用数据网网关建立连接，第二建立模块具体用于根据GTP隧道标识和公用数据网网关地址，通过GTP隧道与公用数据网网关建立连接。
该还分组数据网关包括：
分组数据网关接口，用于与第一分组数据网关进行消息的交互。
采用本发明所述方法、装置和系统，与现有技术相比，UE跨ePDG切换后，选择的PGW相同，PGW不需要重新给UE分配地址，继续使用原先建立的IPsec隧道和GTP隧道，保证业务不中断，减小的网络负担，减少业务耗时，保证业务正常进行，提高了用户使用手机的便捷性和实用性，提高了用户体验。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的客户端中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个客户端中。可以把实施例中的模块组合成一个模块，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者客户端的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的加载有排序网址的客户端中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (11)

1.一种跨分组数据网关的切换方法，其特征在于，包括：
终端从第一接入点移动到第二接入点时，所述第二接入点归属的第二分组数据网关接收来自所述终端的消息，所述消息包括所述第一接入点归属的第一分组数据网关的地址；
所述第二分组数据网关根据所述第一分组数据网关地址，获取所述第一分组数据网关上保存的会话相关的参数信息；
所述第二分组数据网关根据所述参数信息，与所述终端建立连接；
所述第二分组数据网关根据所述参数信息，与所述公用数据网网关建立连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数信息包括接入所述终端的公用数据网网关地址、连接所述终端与所述第一分组数据网关的IP安全协议隧道的IP安全协议隧道标识、连接所述第一分组数据网关与所述公用数据网网关的通用分组无线业务隧道的通用分组无线业务隧道标识。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二分组数据网关根据所述参数信息，与所述终端建立连接的处理包括：
所述第二分组数据网关根据所述IP安全协议隧道标识，通过所述IP安全协议隧道与所述终端建立连接。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二分组数据网关根据所述参数信息，与所述公用数据网网关建立连接的处理包括：
所述第二分组数据网关根据所述通用分组无线业务隧道标识和所述公用数据网网关地址，通过所述通用分组无线业务隧道与所述公用数据网网关建立连接。
5.一种跨分组数据网关的切换系统，其特征在于，包括终端、第一分组数据网关、第二分组数据网关和公用数据网网关，其中，
终端，用于从第一接入点移动到第二接入点时，向所述第二接入点归属 的第二分组数据网关发送消息，所述消息包括所述第一接入点归属的第一分组数据网关的地址；
第二分组数据网关，用于接收来自所述终端的消息，所述消息包括所述第一接入点归属的第一分组数据网关的地址，根据所述地址获取所述第一分组数据网关的参数信息，并根据所述参数信息，分别与所述终端和所述公用数据网网关建立连接。
公用数据网网关，用于通过所述第二分组数据网关，与所述终端建立连接。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述参数信息包括接入所述终端的公用数据网网关地址、连接所述终端与所述第一分组数据网关的IP安全协议隧道的IP安全协议隧道标识、连接所述第一分组数据网关与所述公用数据网网关的通用分组无线业务隧道的通用分组无线业务隧道标识。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：
第一分组数据网关接口，设置在所述第一分组数据网关上，用于与所述第二分组数据网关进行消息的交互；
第二分组数据网关接口，设置在所述第二分组数据网关上，用于与所述第一分组数据网关进行消息的交互。
8.一种分组数据网关，其特征在于，包括：
接收模块，用于当终端从第一接入点移动到第二接入点时，接收来自所述终端的消息，所述消息包括所述第一接入点归属的第一分组数据网关的地址；
获取模块，用于根据所述第一分组数据网关地址，获取所述第一分组数据网关的参数信息；
第一建立模块，用于根据所述参数信息，与所述终端建立连接；
第二建立模块，与根据所述参数信息，所述公用数据网网关建立连接。
所述参数信息包括接入所述终端的公用数据网网关地址、连接所述终端 与所述第一分组数据网关的IP安全协议隧道的IP安全协议隧道标识、连接所述第一分组数据网关与所述公用数据网网关的通用分组无线业务隧道的通用分组无线业务隧道标识。
9.如权利要求8所述的分组数据网关，其特征在于，
所述第一建立模块具体用于根据所述IP安全协议隧道标识，通过所述IP安全协议隧道与所述终端建立连接。
10.如权利要求8所述的分组数据网关，其特征在于，
所述第二建立模块具体用于根据所述通用分组无线业务隧道标识和所述公用数据网网关地址，通过所述通用分组无线业务隧道与所述公用数据网网关建立连接。
11.如权利要求7至10中任一项所述的分组数据网关，其特征在于，还包括：
分组数据网关接口，用于与所述第一分组数据网关进行消息的交互。
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