CN108200606B - 一种网络资源调度方法、智能控制中心及网关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网络资源调度方法、用于网络资源调度的智能控制中心以及分组数据网络网关，所述方法包括：从服务提供商(SP)接收请求信息，所述请求用于对使用所述服务提供商提供的业务的一个或多个用户进行管理；向分组数据网络网关(PGW)发送查询请求，所述查询请求用于查询PGW中的所有用户的业务类型；从所述PGW接收反馈消息，所述反馈消息包括所述PGW中所有用户的业务类型；基于所述反馈消息，对所述一个或多个用户进行管理。

Description

一种网络资源调度方法、智能控制中心及网关

技术领域

本申请涉及网络技术领域，更具体地，本申请涉及一种网络资源调度方法、智能控制中心及分组数据网络网关。

背景技术

如今随着全球化和信息化网络的高速发展，互联网加时代已经来临，手机终端的普及率、以及用户对终端的依赖性越来越高，因此，通信运营商面临更大的机遇与挑战。另外一方面通信技术的日新月异，在不断提升系统容量及用户上网的质量和体验情况下，用户越加不满足于服务商仅提供管道化的经营服务。因此，实现对网络、用户、业务的智能化管理为运营商的时代发展需求。

目前移动通信网络中的PCC(policy control and charging)能实现对用户及业务的一条约束条件范围内的控制，并通过结合现有3GPP协议中初步提出的RCAF(radiocongestion awareness function)网元，可以实现对用户承载带宽资源的调度分配，从而缓解网络拥塞。但该方案未能结合用户所使用的业务类型，并根据业务类型的重要程度动态地进行资源调度功能，因此难以达到精确化的运维管理效果。

发明内容

为了解决上述问题的一个或多个，本申请提供了一种网络资源调度方法，包括：从服务提供商(SP)接收请求信息，所述请求用于对使用所述服务提供商提供的业务的一个或多个用户进行管理；向分组数据网络网关(PGW)发送查询请求，所述查询请求用于查询PGW中的所有用户的业务类型；从所述PGW接收反馈消息，所述反馈消息包括所述PGW中所有用户的业务类型；基于所述反馈消息，对所述一个或多个用户进行管理。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中所述请求用于QoS服务评估或特殊计费标示。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中，所述管理包括对用户访问流量费用标记特殊的后向统付标记、提升用户访问该业务的QoS能力、访问的页面重定向、拒绝该用户使用该项业务、短信提醒或邮件通知。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中还包括：基于一组预定义规则进行管理，所述预定义规则包括优先对具有较高用户等级的用户或业务类型级别较高的用户进行管理。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络资源调度方法，包括：接收拥塞小区的信息；获取所述拥塞小区中用户的信息；从分组数据网络网关(PGW)查询所述用户的业务类型；将信息传递到策略和计费规则功能(PCRF)网元以针对所述用户调度网络资源，所述信息包括所述用户的信息和所述用户的业务类型信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中还包括：将一组预定义规则或策略传送至PCRF网元，或者所述PCRF网元根据存储其自身的预定义规则或策略来针对所述用户调度资源。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中还包括与所述分组数据网络网关(PGW)进行协商，使所述分组数据网络网关(PGW)在所述用户的计费话单中标记新的计费类型(RG)和安全标识符(SID)。

根据本发明的另一方面，提供了一种智能控制中心，包括：第一接口，用于从服务提供商(SP)接收请求信息，所述请求用于对使用所述服务提供商提供的业务的一个或多个用户进行管理；业务查询模块，用于向分组数据网络网关(PGW)发送查询请求，所述查询请求用于查询PGW中的用户的业务类型；第二接口，用于从所述PGW接收所述用户的业务类型信息；业务处理模块，用于根据所述业务类型消息对所述用户进行管理。

根据本发明的另一方面，提供了一种智能控制中心，包括：第一接口，用于接收拥塞小区的信息；第二接口，用于获取所述拥塞小区中用户的信息；业务查询模块，用于从分组数据网络网关(PGW)查询所述用户的业务类型；发送模块，用于将信息传递到策略和计费规则功能(PCRF)网元以针对所述用户调度网络资源，所述信息包括所述用户的信息和所述用户的业务类型信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种分组数据网络网关(PGW)，所述网关包括：第一接口，用于与其它网元协商通信；第二接口，从智能控制中心接收查询请求，所述查询请求用于查询PGW中的用户的业务类型；发送模块，用于将所述用户的业务类型信息向所述智能控制中心发送。

根据本发明的另一方面，提供了一种网关，所述网关还包括：业务管理模块，用于根据与所述智能控制中心的协商，在所述用户的计费话单中标记新的计费类型(RG)和安全标识符(SID)。

基于上述方法、智能控制中心及分组数据网络网关，可以对网络资源状态进行智能化的调度管理，从而一方面提升用户上网体验，另一方面适当降低无线网络拥塞情况下的网络负荷。

附图说明

本申请的以上方面和其他方面将参照附图通过下面对示例性实施例的详细描述变得更加显然，其中：

图1根据一个实施例，示出了于其中调度网络资源的一种网络架构的框图；

图2根据一个实施例，示出了于其中调度网络资源的一种网络架构的框图；

图3根据一种实施例，示出了用于采用智能控制中心进行资源管理的方法300的流程图。

图4根据一种实施例，示出了用于采用智能控制中心进行资源管理的方法400的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

图1根据一个实施例，示出了于其中调度网络资源的一种网络架构的框图。该图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的技术人员可以在该图的基础上进行适应性地变化、替代和修改。

在图1所示的方案中，该网络架构包括无线接入网(RAN)、分组数据网络网关(PGW)、移动性管理实体(MME)、RCAF网元以及策略和计费规则功能(PCRF)。RAN可以包括为移动无线小区提供无线覆盖的基站(例如，根据LTE或高级LTE的基站收发台、eNodeB、家庭基站、家庭eNodeB等)。MME负责控制基站的覆盖区域中的移动终端的移动性。PGW为移动终端提供到外部分组数据网络的连接，可以用作策略实施点来管理服务质量(QoS)、在线/离线基于流量的计费、数据生成、深度分组检测和/或截获等。PCRF可以基于各种PCC规则决定应用到移动终端的策略控制和/或计费动作。在一些实施例中，PCRF可以将PCC规则传送到PGW。在各种实施例中，PCRF可以被配置为使用用户订阅信息以及信道状态信息作为策略和计费控制决定的基础。动态策略和/或计费控制可以包括，但不限于，控制针对服务数据流的检测、设置针对服务数据流的计费指示、设置针对服务数据流和/或选通的QoS水平等。

RCAF网元通过与eNodeB的操作和维护中心(Operation and Operation Center，简称为OMC)网元的连接获取一个或多个拥塞小区的信息。RCAF网元与移动管理实体(MME)网元相连接，并根据OMC网元上报的拥塞小区，查询该小区中的具体用户信息，例如，移动用户国际ISDN码(MSISDN)、国际移动用户识别码(IMSI)、E-UTRAN(E-UTRAN小区全局标识符)、跟踪区编码(TAC)等。RCAF将已获取的用户信息上报至PCRF，从而可由PCRF实现对用户的资源(例如，用户占用的带宽、存储空间、通信时间)进行统一调度，以此来减轻拥塞基站或小区的负荷。

在图1所示的方案中，RCAF无法获悉用户使用的业务类型，因此难于实现基于业务粒度的精确化管理能力。在这种情况下，当发生网络拥塞时，所有的数据流都有可能被丢弃，难于做到在网络拥塞情况下根据用户等级、使用业务类型等维度智能化分配最大网络资源保障的功能。

图2根据一个实施例，示出了于其中调度网络资源的一种网络架构的框图。该图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的技术人员可以在该图的基础上进行适应性地变化、替代和修改。

在图2中，智能控制中心与RCAF的地位类似。与图1所示的方案类似地，智能控制中心通过与eNodeB的OMC网元的连接来获取拥塞小区的信息。智能控制中心还与MME相连，并从MME查询到该拥塞小区中的用户的相关信息。然而，不同于图1所示方案中的RCAF仅简单地将已获取的用户信息上报至PCRF，在图2所示的方案中，除了从OMC网元获取上述信息之外，智能控制中心还向PDN GW(PGW)查询该小区中用户所使用的业务类型，并根据其从PGW接收到的、包含的业务类型的查询结果对用户进行评估分析并配置策略。作为示例，PGW根据智能控制中心的查询请求，返回的消息包括但不限于以下信息：用户的IMSI/MSIDN/APN/RAT/MS IP&Port、Server IP&Port、IP Protocol/RG/SID/Request URL/traffic/HTTPheader等信息。此外，PGW还可以根据智能控制中心所传递的用户信息，在该用户的计费话单中标记新的RG/SID；这些用户信息包括但不限于：IMSI/MSIDN/APN/RAT/MS IP&Port、Server IP&Port、IP Protocol/Request URL/traffic/HTTP header等信息。

通过这种方式，智能控制中心不仅可以通过从PGW查询用户信息并对用户进行直接管理，还可以通过向PGW发送用户的相关信息，利用PGW对用户进行间接管理。

智能控制中心可以遵循一组规则对用户进行评估分析和策略配置。在一种实现方式中，这一组规则可以是运营商预定义的，作为示例，该组预定义规则可以包括无线拥塞时判断处理规则(智能策略控制中心获悉部分无线小区出现网络拥塞之后，指示PCRF对该拥塞小区下的用户及对应业务的资源带宽进行重新调度分配，保障重要用户和业务上网资源带宽)、绿色上网规则(通过在智能策略控制中心内配置用户可访问的网络资源信息，未配置的资源均界定为非法资源，限制部分该策略的PCC签约用户访问该部分资源的功能)、流量欺诈防控规则(通过智能策略控制中心识别采用非法上网方式，模拟免费流量情况用户关键信息，如用户MSISDN/IMSI等，告知PCRF针对该类用户的非法上网方式及模拟实验的免费流量进行限速、重定向、重新标记流量费用标示等)、能力开放规则(根据SP\OTT等业务需求，通过智能策略控制中心为对使用相关SP\OTT业务的用户进行QoS资源调度管理，从而提升用户感知)、后向统付规则等(根据SP\OTT等业务需求，通过智能策略控制中心为对使用相关SP\OTT业务的用户所产生的流量进行特殊标记，并且因此而产生的流量费用由SP\OTT进行统一支付)。

智能控制中心还包括与业务提供商(Service Provider，简称SP)相连接的接口。该SP识别使用其某项业务的用户之后，根据该项业务的实际需求，向智能控制中心实施发起请求，该请求消息可以包括但不限于以下信息：用户的MSISDN/MS IP&Port、Server IP&Port、IP Protocol/Request URL/traffic/HTTP header等信息。作为示例，SP向智能控制中心发送的请求可以用于但不限于QoS服务评估和特殊计费标示。智能控制中心在接收到包含上述信息的请求后，将这些信息转发给PCRF，PCRF然后将这些信息发送至PGW，PGW利用这些信息，对使用该项业务的相应用户进行管理。这里，具体的管理行为可以包括但不限于以下操作：对用户访问流量费用标记特殊的后向统付标记、提升用户访问该业务的QoS能力、访问的页面重定向、拒绝该用户使用该项业务、短信提醒或邮件通知等。作为示例，SP可以将使用该项业务的某些指定用户，或者使用该项业务的所有用户的信息发送给智能控制中心，以提升这些指定用户或者所有用户使用该项业务的体验。

在一些实施例中，这一组预定义规则或策略也可以存储在PCRF中，PCRF可以根据它从智能控制中心所接收的、包括用户的业务类型的消息来单独完成策略的配置和执行。

在图2所示出的方案中，作为一种具体的实现场景，OAM向智能控制中心报告其所管理的小区A存在拥塞。智能控制中心向MME查询该小区A中的用户A、B、C(未示出)及其MSISMD、IMSI、ECGI、TAC信息等。然后，智能控制中心根据A、B、C的标识信息MSISMD、IMSI向PGW查询到A、B、C的关键信息(例如，IMSI、MSIDN、APN、RAT、MS IP&Port、Server IP&port、IPProtocol、RG、SID、Request URL、traffic、HTTP Header等)，这些关键信息指示：用户A具有等级1，其正在使用由SP1提供的在线聊天业务；用户B具有等级3，其正在使用由SP2提供的手游业务；用户C具有等级2，其正在使用由SP3提供的视频业务；这里，等级中的数字越小代表用户的级别越高。在一个实例中，智能控制中心中存储的预定义规则规定优先保障等级高的用户的服务质量。智能控制中心根据从PGW接收到的响应消息并结合预定义规则，经分析后得出将A、B、C的QoS级别确定为A＞C＞B的策略，并将该策略传递至PCRF。PCRF根据所接收到的该策略将A、B、C的QoS级别进行重新调度分配为A＞C＞B。因此，在该实施例中，用户A将具有最大的网络带宽及最好的体验，用户C次之，用户B最差。

在另一实施例中，智能控制中心中存储的预定义规则包括拒绝访问非法网站。例如，在智能控制中心中配置具体非法网站的3、4层乃至7层URL地址，当用户在访问这些非法网站之一时，智能控制中心即可探知，并拒绝为该用户提供该项服务。

在另一实施例中，例如在以上所列出的应用场景中，SP2向智能控制中心发送申请网络质量保障的请求。此时，智能控制中心配置的策略包括优先保障SP2的网络质量。PCRF在重新分配网络资源时将优先保障使用SP2所提供业务的用户B的体验，例如，尽可能地为用户B分配网络带宽、存储空间或通信时间等。在另一实施例中，SP2还向智能控制中心发送申请特殊计费标示的请求，例如，SP2希望使用其所提供的业务的用户的流量费用统一由其来买单。

在本公开中提出的实施方案中，根据不同用户的具体业务来分配和调度资源，并对不同的数据流制定不同的策略，从而满足用户对不同业务的不同服务质量的需求。

图3根据一种实施例，示出了用于采用智能控制中心进行资源管理的方法300的流程图。该图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的技术人员可以在该图的基础上进行适应性地变化、替代和修改。此外，方法300中的某些步骤是可选而非必需的；在可行的情况下，部分步骤不一定要按照图3所示的顺序执行，而是可以并行地执行或者改变顺序。虽然在以下的说明中以某些网络组件作为示例，但是本领域技术人员能够理解，该方法也能够用于各种其他网络组件。

在步骤301中，OMC网元向智能控制中心报告拥塞小区信息。

在步骤302中，智能控制中心向MME发送第一查询消息，该第一查询消息用于获取该拥塞小区中的具体用户信息。

在步骤303中，响应于第一查询消息，MME向智能控制中心发送含有具体用户信息的第一响应消息；该响应消息包括诸如MSISMD、IMSI、ECGI、TAC等之类的信息。

在步骤304中，智能控制中心向PGW发送用于查询用户的业务类型的第二查询消息，该第二查询消息中包括MSISMD、IMSI等信息。

在步骤305中，响应于第二查询消息，PGW向智能控制中心反馈用于指示用户的业务类型的第二响应消息；该第二响应消息包括IMSI、MSIDN、APN、RAT、MS IP&Port、ServerIP&port、IP Protocol、RG、SID、Request URL、traffic、HTTP Header等关键信息。

在步骤306中，智能控制中心将第二响应消息中包含的关键信息传递到PCRF，可选地，该智能控制中心还将存储在其中的预定义规则传送到该PCRF。

在步骤307中，其中PCRF根据预定义规则和用户关键信息对用户的网络资源进行重新分配，以实现对使用不同业务的用户的差异化管理。

图4根据一种实施例，示出了用于采用智能控制中心进行资源管理的方法400的流程图。该图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的技术人员可以在该图的基础上进行适应性地变化、替代和修改。此外，方法400中的某些步骤是可选而非必需的；在可行的情况下，部分步骤不一定要按照图3所示的顺序执行，而是可以并行地执行或者改变顺序。虽然在以下的说明中以某些网络组件作为示例，但是本领域技术人员能够理解，该方法也能够用于各种其他网络组件。

在步骤401中，智能控制中心从服务提供商(SP)处接收请求信息。

在步骤402中，智能控制中心向分组数据网络网关(PGW)发送查询信息。

在步骤403中，智能控制中心从分组数据网络网关(PGW)接收反馈信息。

在步骤404中，智能控制中心基于反馈信息对用户进行管理。

通过采用上述方法、智能控制中心及分组数据网络网关，可以对网络资源状态进行智能化的调度管理，从而一方面提升用户上网体验，另一方面适当降低无线网络拥塞情况下的网络负荷。

在一种示例实现方式中，PGW、PCRF、MME、eNodeB是网络元件，这旨在涵盖网络应用、服务器、路由器、交换机、网关、网桥、负载平衡器、防火墙、处理器、模块或可操作来交换信息。在其它实施例中，这些操作和/或特征可以在这些元件的外部被提供，或者被包括在一些其它网络设备中以实现其预期功能。可替代地，这些元件中的一个或多个元件可以包括可以协作以实现如本文中所概述的操作和/或特征的软件(或往复式软件)。在其它实施例中，这些设备中的一个或多个设备可以包括辅助以上操作的任何合适的算法、硬件、软件、组件、模块、接口或对象。这可以包括允许数据或信息的有效交换的适当的算法和通信协议。

关于与通信系统相关联的内部接口，PGW、PCRF、MME、eNodeB中的每一者可以包括相应的存储器元件用于存储信息，信息被用于实现如本文所概述的无线电信道状态和基站拥塞状态分布技术。此外，这些设备中的每一者可以包括处理器，处理器运行软件或算法来执行如本说明书中所讨论的无线电信道状态和基站拥塞状态分布活动。这些设备还可以将信息保持在任何合适的存储器元件(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、专用集成电路(ASIC)等)、软件、硬件中或在适当的情况下且基于特定需求将信息保持在任何其它合适的组件、设备、元件或对象中。本文所讨论的任何存储器项应当被解释为被涵盖在广义术语“存储器元件”中。可以在任何数据库、寄存器、控制列表、缓存或存储结构中提供被跟踪或被发送到PGW、PCRF、MME、eNodeB的信息：所有的信息可以在任何合适的时间段处被引用。任何此种存储选项可以被包括在如本文所用的广义术语“存储器元件”中。类似地，本文所描述的任何潜在的处理元件、模块和机器应当被解释为被涵盖在广义术语“处理器”中。网络元件和用户设备(例如，移动节点)中的每一者还可以包括合适的接口用于在网络环境中接收、发送和/或以其它方式传送数据或信息。

注意在某些示例实现方式中，如本文所概述的无线电信道状态和基站拥塞状态分布技术可以由编码在一种或多种有形介质中的逻辑来实现，有形介质可以包括非暂态介质(例如，将被处理器(或其它类似的机器等)执行的ASIC中提供的嵌入式逻辑、DSP指令、软件(潜在地包括对象代码和源代码))。在这些实例的一些实例中，存储器元件(可以存储被用于本文所描述的操作的数据和信息。这包括能够存储软件、逻辑、代码或处理器指令的存储器元件，软件、逻辑、代码或处理器指令被执行以实现本文所描述的动作。

处理器可以执行与数据或信息相关联的任何类型的指令以实现本文所详细描述的操作。在一个示例中，处理器可以将元件或物品(例如，数据)从一种状态或事物变换为另一状态或事物。在另一示例中，本文所概述的动作可以用固定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器执行的软件/计算机指令)来实现，本文所标识的元件可以是一些类型的可编程处理器、可编程数字逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、EPROM、EEPROM)或包括数字逻辑、软件、代码、电子指令的ASIC或以上元件的任何合适的组合。

本申请中，通过在PGW侧以及智能控制中心处增加通信接口以及业务处理功能，对网络资源进行智能化的调度管理。基于以上思路以及方式，通过替代和/或等价的实施方式以实现本申请的目的，均应认为属于本发明的范围之内。

以上描述了本申请的优选实施例，但是，该实施例仅是示例性的，而不是要限制本申请的范围，本申请的范围由所附权利要求书及其等同物限定。

此外，尽管已经详细描述了本申请及其优势，但应该理解，可以在不背离所附权利要求限定的本申请的主旨和范围的情况下，进行各种不同的改变、替换和更改；而且，本申请的范围并不仅限于本说明书中描述的系统、方法和步骤的实施例。作为本领域的普通技术人员应当理解，通过本申请，现有的或今后开发的用于执行和根据本申请所采用的技术方案基本相同的方式或获得基本相同结果的方法和步骤根据本申请可以被使用。

Claims (8)

1.一种网络资源调度方法，应用于智能控制中心，包括：

从服务提供商SP接收请求信息，所述请求用于对使用所述服务提供商提供的某项业务的多个用户进行管理；

向分组数据网络网关PGW发送查询请求，所述查询请求用于查询PGW中的所有用户的业务类型、用户等级、用户类别；

从所述PGW接收反馈消息，所述反馈消息包括所述PGW中所有用户的业务类型、用户等级、用户类别；

基于所述反馈消息，对所述多个用户进行管理；

所述管理包括对用户访问流量费用标记特殊的后向统付标记、提升用户访问所述业务的QoS能力、访问的页面重定向、拒绝所述用户使用所述项业务、短信提醒或邮件通知。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述请求用于QoS服务评估或特殊计费标示。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中还包括：

基于一组预定义规则对所述多个用户进行管理，所述预定义规则包括优先对具有较高用户等级的用户或业务类型级别较高的用户进行管理。

4.如权利要求1所述的方法，所述基于所述反馈消息，对所述多个用户进行管理，包括：

接收拥塞小区的信息；

获取所述拥塞小区中用户的信息；

将信息传递到策略和计费规则功能PCRF网元以针对所述用户调度网络资源，对所述多个用户进行管理，所述信息包括所述用户的信息和所述用户的业务类型、用户等级、用户类别信息。

5.如权利要求4所述的方法，其中还包括：

将一组预定义规则或策略传送至PCRF网元，或者所述PCRF网元根据存储其自身的预定义规则或策略来针对所述用户调度资源。

6.如权利要求4或5所述的方法，还包括与所述分组数据网络网关PGW进行协商，使所述分组数据网络网关PGW在所述用户的计费话单中标记新的计费类型RG和安全标识符SID。

7.一种智能控制中心，包括：

第一接口，用于从服务提供商SP接收请求信息，所述请求用于对使用所述服务提供商提供的某项业务的多个用户进行管理；

业务查询模块，用于向分组数据网络网关PGW发送查询请求，所述查询请求用于查询PGW中的用户的业务类型、用户等级、用户类别；

第二接口，用于从所述PGW接收所述用户的业务类型、用户等级、用户类别信息；

业务处理模块，用于根据所述业务类型、用户等级、用户类别消息对所述用户进行管理；所述管理包括对用户访问流量费用标记特殊的后向统付标记、提升用户访问所述业务的QoS能力、访问的页面重定向、拒绝所述用户使用所述项业务、短信提醒或邮件通知。

8.如权利要求7所述的智能控制中心，其中还包括：

所述第一接口，还用于接收拥塞小区的信息；

所述第二接口，还用于获取所述拥塞小区中用户的信息；

业务处理模块，具体用于将信息传递到策略和计费规则功能PCRF网元以针对所述用户调度网络资源，对所述用户进行管理，所述信息包括所述用户的信息和所述用户的业务类型、用户等级、用户类别信息。

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