CN109561476B - 通信方法、通信系统以及用户面功能模块 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种通信方法、通信系统以及用户面功能模块，涉及通信技术领域。本公开由控制面功能模块向用户面功能模块下发流迁移策略，指示用户面功能模块将第一接入网传输的待迁移的数据流迁移到第二接入网，并提供反射迁移标识，当用户面功能模块根据流迁移策略执行数据流迁移时，在迁移的下行数据包中携带反射迁移标识，以指示终端通过第二接入网发送待迁移的数据流的上行数据包。本公开的方案实现了数据流的迁移，能够更加灵活的为用户通过不同的接入网提供服务，提升用户体验，并且通过在下行数据包中添加反射迁移标识，直接指示终端改变上行传输的接入网，不需要对终端单独下发流迁移的控制指令，节省了信令，节约了资源，提高了效率。

Description

通信方法、通信系统以及用户面功能模块

技术领域

本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种通信方法、通信系统以及用户面功能模块。

背景技术

随着移动通信技术的发展，5G(5th-Generation，第5代移动通信技术)时代即将到来。5G采用更加灵活的网络架构，CPF(Control Plane Function，控制面功能模块)和UPF(User Plane Function，用户面功能模块)分离，CPF主要负责终端的移动性管理、会话管理等控制功能，UPF主要负责业务数据的传输。

在5G网络中，终端可以同时通过3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)接入网和非3GPP接入网接入5G核心网。基于5G的网络架构，核心网可以更加灵活的控制业务流在不同接入网之间的迁移，提升用户体验。但是，如何实现业务流在不同接入网的迁移，目前仍没有具体的方案。

发明内容

本公开所要解决的一个技术问题是：如何实现5G网络中终端的业务流在不同接入网之间的迁移。

根据本公开的一个实施例，提供的一种通信方法，包括：用户面功能模块接收控制面功能模块下发的流迁移策略，流迁移策略包括第一接入网传输的待迁移数据流的识别信息，反射迁移标识和迁移后传输待迁移数据流的第二接入网标识；用户面功能模块根据流迁移策略将待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端，并在下行数据包中添加反射迁移标识，以指示终端通过第二接入网发送待迁移数据流的上行数据包。

在一个实施例中，待迁移数据流的识别信息包括IP五元组信息；用户面功能模块根据流迁移策略将待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端包括：用户面功能模块将数据包中的IP五元组信息与识别信息中的IP五元组信息进行比对，确定待迁移数据流的下行数据包，并根据第二接入网标识将待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端。

在一个实施例中，待迁移数据流是控制面功能模块根据各个接入网的负荷、各个接入网对于终端的覆盖范围、终端的数据流的业务类型以及终端的数据流的流量中的至少一项确定的。

在一个实施例中，用户面功能模块在下行数据包的封装头中添加反射迁移标识。

在一个实施例中，第一接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网，第二接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网；或者第一接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网，第二接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网。

根据本公开的另一个实施例，提供的一种用户面功能模块，包括：策略接收单元，用于接收控制面功能模块下发的流迁移策略，流迁移策略包括第一接入网传输的待迁移数据流的识别信息，反射迁移标识和迁移后传输待迁移数据流的第二接入网标识；流迁移单元，用于根据流迁移策略将待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端，并在下行数据包中添加反射迁移标识，以指示终端通过第二接入网发送待迁移数据流的上行数据包。

在一个实施例中，待迁移数据流的识别信息包括IP五元组信息；流迁移单元用于将数据包中的IP五元组信息与识别信息中的IP五元组信息进行比对，确定待迁移数据流的下行数据包，并根据第二接入网标识将待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端。

在一个实施例中，流迁移单元用于在下行数据包的封装头中添加反射迁移标识。

在一个实施例中，第一接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网，第二接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网；或者第一接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网，第二接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网。

根据本公开的又一个实施例，提供的一种通信系统，包括：前述任一个实施例中的用户面功能模块，以及控制面功能模块，用于向用户功能下发的流迁移策略，流迁移策略包括第一接入网传输的待迁移数据流的识别信息，反射迁移标识和迁移后传输待迁移数据流的第二接入网标识。

在一个实施例中，控制面功能模块用于根据各个接入网的负荷、各个接入网对于终端的覆盖范围、终端的数据流的业务类型以及终端的数据流的流量中的至少一项确定的。

本公开由控制面功能模块向用户面功能模块下发流迁移策略，指示用户面功能模块将第一接入网传输的待迁移的数据流迁移到第二接入网，并提供反射迁移标识，当用户面功能模块根据流迁移策略执行数据流迁移时，在迁移的下行数据包中携带反射迁移标识，以指示终端通过第二接入网发送待迁移的数据流的上行数据包。本公开的方案实现了数据流的迁移，能够更加灵活的为用户通过不同的接入网提供服务，提升用户体验，并且通过在下行数据包中添加反射迁移标识，直接指示终端改变上行传输的接入网，不需要对终端单独下发流迁移的控制指令，节省了信令，节约了资源，提高了效率。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开的一个实施例的通信方法的流程示意图。

图2示出本公开的一个实施例的数据包的结构示意图。

图3示出本公开的另一个实施例的通信方法的流程示意图。

图4示出本公开的又一个实施例的通信方法的流程示意图。

图5示出本公开的一个实施例的用户面功能模块的结构示意图。

图6示出本公开的一个实施例的通信系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本公开提出一种5G网络中如何实现数据流在不同的接入网之间进行迁移的方案，下面结合具体实施例进行描述。

本公开提供一种通信方法，下面结合图1进行描述。

图1为本公开通信方法一个实施例的流程图。如图1所示，该实施例的方法包括：步骤S102～S104。

步骤S102，控制面功能模块向用户面功能模块下发流迁移策略。

流迁移策略包括第一接入网传输的待迁移数据流的识别信息，反射迁移标识(Reflective Switch Indicator，RSI)和迁移后传输待迁移数据流的第二接入网标识，还可以包括流迁移策略的名称，用来指示该条信令为流迁移策略。

第一接入网例如为3GPP定义的接入网，第二接入网例如为非3GPP(例如WiFi)定义的接入网；或者第一接入网例如为非3GPP定义的接入网，第二接入网例如为3GPP定义的接入网。终端也可能不仅通过两个接入网同时接入，可能通过三个或更多的接入网接入，例如终端通过5G移动通信接入网、WiFi、蓝牙等同时接入，本公开的方案也可以实现在两个以上的接入网之间的流迁移。

待迁移数据流的识别信息可以通过IP五元组信息(例如，目的IP、源IP、目的端口、源端口、协议号)进行表示，并不限于识别信息必须包含五项信息，可以仅包含IP五元组信息的两项以上的信息，足以区分待迁移的数据流即可。

步骤S104，用户面功能模块根据流迁移策略将待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端，并在下行数据包中添加反射迁移标识，以指示终端通过第二接入网发送待迁移数据流的上行数据包。

用户面功能模块在下行数据包的封装头中添加反射迁移标识。如图2所示为用户面功能模块发送的数据包的帧结构示意图。L1/L2头(header)表示物理层或MAC(MediaAccess Control，媒体访问控制)层的指示信息，外部IP头(Outer IP header)为外部IP的指示信息，可以在封装头(Encapsulation header)处添加反射迁移标识，PDU(ProtocolData Unit，协议数据单元)头(header)和PDU有效载荷(payload)用于携带传输的数据。

如果终端不仅同时接入了两个接入网，那么反射迁移标识还可以用于指示终端通过哪个接入网发送上行数据。例如，当终端仅接入两个接入网时，反射迁移标识可以通过0或1来指示终端需要迁移数据流，例如当RSI为1时，终端自动判断通过当前接入网之外的接入网发送相应的上行数据；当终端接入三个或以上接入网时，反射迁移标识则需要指示出迁移后的接入网的信息。

用户面功能模块接收到各个下行数据包后，将数据包中的IP五元组信息与识别信息中的IP五元组信息进行比对，从大量的数据包中确定待迁移数据流的下行数据包

具体的，用户面功能模块接收到流迁移策略后可以根据其中的待迁移数据流的识别信息生成过滤器(Filter)，例如，过滤器1：源IP地址为218.19.13.34and源端口号为21；过滤器2：目的IP地址为218.19.13.34or源端口号为21。各个数据包通过过滤器，符合条件的被过滤出来即为待迁移数据流的下行数据包。

进一步，用户面功能模块根据第二接入网标识将待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网的IP接口地址发送至终端。同时下行数据包中携带反射迁移标识。

上述实施例的方法由控制面功能模块向用户面功能模块下发流迁移策略，指示用户面功能模块将第一接入网传输的待迁移的数据流迁移到第二接入网，并提供反射迁移标识，当用户面功能模块根据流迁移策略执行数据流迁移时，在迁移的下行数据包中携带反射迁移标识，以指示终端通过第二接入网发送待迁移的数据流的上行数据包。上述实施例的方法实现了数据流的迁移，能够更加灵活的为用户通过不同的接入网提供服务，提升用户体验，并且通过在下行数据包中添加反射迁移标识，直接指示终端改变上行传输的接入网，不需要对终端单独下发流迁移的控制指令，节省了信令，节约了资源，提高了效率。

控制面功能模块在下发流迁移策略之前还需要根据终端的业务情况选择待迁移的数据流。本公开提供控制面功能模块如何确定待迁移的数据流的方法，下面结合图3进行描述。

图3为本公开通信方法另一个实施例的流程图。如图3所示，在步骤S102之前还可以包括：

步骤S100，控制面功能模块根据各个接入网的负荷、各个接入网对于终端的覆盖范围、终端的数据流的业务类型以及终端的数据流的流量中的至少一项确定待迁移的数据流。

在一个实施例中，控制面功能模块可以周期性获取各个接入网的负荷，例如通过综合网管系统定期采集各个接入网的负荷并上报至控制面功能模块。当控制面功能模块确定第一接入网的负荷超过阈值或者第一接入网相对于其他接入网的负荷的差大于阈值，则将终端通过第一接入网传输的数据流确定为待迁移的数据流。

在一个实施例中，控制面功能模块可以实时获取各个接入网对于终端的覆盖范围，当终端距离第一接入网的中心超出预设距离时，则将终端通过第一接入网传输的数据流确定为待迁移的数据流。

在一个实施例中，可以针对终端的数据流的业务类型设置不同的优先级，不同的业务类型对应不同的QoS(Quality of Service，服务质量)需求，可以根据QoS需求定义不同的优先级，不同的优先级对应不同的接入网，例如语音数据优先级高，对应于移动通信网络的接入网，更能保证通信质量。如果终端的数据流的业务类型与接入网不对应，则将该数据流确定为待迁移的数据流。

在一个实施例中，控制面功能模块可以周期性获取终端的各种数据流的流量，流量大的数据流代表终端在一段时间内主要业务，因此，可以设置不同的流量等级对应不同的优先级，不同的优先级对应不同的接入网。如果终端的数据流的流量等级与接入网不对应，则将该数据流确定为待迁移的数据流。终端的数据流的流量经过用户面功能模块，用户面功能模块可以把各类流量的情况上报SMF(Session Management Function，会话管理功能)，控制面功能模块可以采用订阅或反馈的方式，从SMF中获取各类流量的信息。

在一个实施例中，控制面功能模块可以参考各个接入网的负荷以及终端的数据流的业务类型或各种数据流的流量确定待迁移的数据流。针对终端的数据流的业务类型或各种数据流的流量设置不同的优先级，按照优先级的顺序以及各接入网的负荷，将优先级较高的数据流迁移到负荷较轻的接入网。

在一个实施例中，控制面功能模块可以参考各个接入网对于终端的覆盖范围以及终端的数据流的业务类型或各种数据流的流量确定待迁移的数据流。针对终端的数据流的业务类型或各种数据流的流量设置不同的优先级，按照优先级的顺序以及各个接入网对于终端的覆盖范围，将优先级较高的数据流迁移到终端距离接入网中心更近的接入网。

在一个实施例中，控制面功能模块根据各个接入网的负荷和各个接入网的对于终端的覆盖范围为各个接入网设置不同的接入网优先级，负荷越轻对于终端的覆盖范围越大的接入网优先级越高，例如，可以针对接入网的负荷值和终端距离接入网中心的距离值进行加权，得到的加权值越大优先级则越低。进一步，控制面功能模块根据终端的数据流的业务类型和各种数据流的流量为各种数据流设置不同的数据流优先级，数据流的流量越大优先级越高。控制面功能模块根据接入网的优先级和数据流的优先级进行匹配，确定待迁移的数据流和迁移后的接入网。

除了上述实施例外，控制面功能模块还可以根据终端接收的信号质量、接入网的带宽确定各个接入网能够提供的服务质量以及各个接入网的费用，进一步根据终端各种数据流的业务类型或QoS需求，为终端选择待迁移的数据流和迁移后的接入网，使得迁移后各个接入网都能够提供较好的服务质量，并为终端节省费用。

通过上述各个实施例的方法，5G网络能够根据用户的需求与网络的实际情况为用户提供更好的服务，提升用户体验。

下面结合图4描述本公开通信方法的一个应用例。

图4为本公开通信方法另一个实施例的流程图。如图4所示，该实施例的方法包括：步骤S402～S414。

步骤S402，终端同时通过第一接入网和第二接入网传输不同的数据流。

DN表示数据网络(Data Network)。

例如，业务可以包括以下类型：可视电话、Web(网络)业务、非会话类型的视频流(例如IPTV(Internet Protocol Television，网络协定电视))、P2P(Peer to Peer，对等网络)下载、FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)下载。基于运营商策略，用户偏好，接入与应用特性，IP流可以采用不同的路由。如视频流与可视电话中的语音流通过3GPP接入传输，而P2P下载、媒体文件同步与可视电话中的视频流由非3GPP接入传输。

如果用户在与朋友进行视频通话(含语音会话与视频会话)，同时用户还在浏览网页与进行FTP下载，并不时点击收看热门的视频短片(非会话视频)。则视频会话由3GPP接入传输，而非会话视频与BE(Best Effort，尽力服务)类型的IP流(包括网页浏览、FTP下载)由非3GPP接入承载。

步骤S404，控制面功能模块根据终端的各数据流情况以及接入网情况制定流迁移策略。

例如，由于FTP下载流量较大，造成非3GPP(第一接入网)接入出现拥塞，引起非会话视频流移动至由3GPP接入进行承载。考虑到FTP下载对于QoS的需求比非会话视频流更低，优先级更低，因此，将非会话视频流移动至由3GPP接入。

步骤S406，控制面功能模块将流迁移策略下发到用户面功能模块。

流迁移策略中携带非会话视频流的识别信息，3GPP接入网(第二接入网)的标识和反射迁移标识。

步骤S408，用户面功能模块根据流迁移策略识别待迁移的数据流的下行数据包，并在下行数据包中添加反射迁移标识。

可以仅在第一个或前几个数据包中添加反射迁移标识。

步骤S410，用户面功能模块根据流迁移策略将待迁移的数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端。

用户面功能模块通过3GPP接入网将非会话视频流的数据包发送至终端。

步骤S412，终端接收待迁移的数据流的下行数据包，解析得到反射迁移标识。

步骤S414，终端根据反射迁移标识通过第二接入网发送待迁移的数据流的上行数据包。

终端通过3GPP接入网发送非会话视频流的上行数据包。

当FTP下载结束后，控制面功能模块可以将非会话视频迁移回由非3GPP接入承载，过程与上述过程类似。

本公开还提供一种用户面功能模块，下面结合图5进行描述。

图5为本公开用户面功能模块的一个实施例的结构图。如图5所示，该用户面功能模块包括：

策略接收单元502，用于接收控制面功能模块下发的流迁移策略，流迁移策略包括第一接入网传输的待迁移数据流的识别信息，反射迁移标识和迁移后传输待迁移数据流的第二接入网标识。例如，策略接收单元502执行如步骤S102的功能。

流迁移单元504，用于根据流迁移策略将待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端，并在下行数据包中添加反射迁移标识，以指示终端通过第二接入网发送待迁移数据流的上行数据包。例如，流迁移单元504执行如步骤S104的功能。

在一个实施例中，待迁移数据流的识别信息包括IP五元组信息；流迁移单元504用于将数据包中的IP五元组信息与识别信息中的IP五元组信息进行比对，确定待迁移数据流的下行数据包，并根据第二接入网标识将待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端。

在一个实施例中，流迁移单元504用于在下行数据包的封装头中添加反射迁移标识。

第一接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网，第二接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网；或者第一接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网，第二接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网。

本公开还提供一种通信系统，下面结合图6进行描述。

图6为本公开通信系统的一个实施例的结构图。如图6所示，该系统6包括：前述实施例中的用户面功能模块50，以及

控制面功能模块60，用于向用户功能下发的流迁移策略，流迁移策略包括第一接入网传输的待迁移数据流的识别信息，反射迁移标识和迁移后传输待迁移数据流的第二接入网标识。

控制面功能模块60用于根据各个接入网的负荷、各个接入网对于终端的覆盖范围、终端的数据流的业务类型以及终端的数据流的流量中的至少一项确定的。例如，控制面功能模块60可以执行如步骤S301中的功能。

用户面功能模块和控制面功能模块均可以采用软件的方式实现。

本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种通信方法，其特征在于，包括：

用户面功能模块接收控制面功能模块下发的流迁移策略，所述流迁移策略包括第一接入网传输的待迁移数据流的识别信息，反射迁移标识和迁移后传输所述待迁移数据流的第二接入网标识；

所述用户面功能模块根据所述流迁移策略将所述待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端，并在所述下行数据包中添加所述反射迁移标识，以指示所述终端通过所述第二接入网发送所述待迁移数据流的上行数据包。

2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，

所述待迁移数据流的识别信息包括IP五元组信息；

所述用户面功能模块根据所述流迁移策略将所述待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端包括：

所述用户面功能模块将数据包中的IP五元组信息与所述识别信息中的IP五元组信息进行比对，确定待迁移数据流的下行数据包，并根据所述第二接入网标识将所述待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端。

3.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，

所述待迁移数据流是控制面功能模块根据各个接入网的负荷、各个接入网对于所述终端的覆盖范围、终端的数据流的业务类型以及终端的数据流的流量中的至少一项确定的。

4.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，

所述用户面功能模块在所述下行数据包的封装头中添加所述反射迁移标识。

5.根据权利要求1-4任一项所述的通信方法，其特征在于，

所述第一接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网，所述第二接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网；或者

所述第一接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网，所述第二接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网。

6.一种用户面功能模块，其特征在于，包括：

策略接收单元，用于接收控制面功能模块下发的流迁移策略，所述流迁移策略包括第一接入网传输的待迁移数据流的识别信息，反射迁移标识和迁移后传输所述待迁移数据流的第二接入网标识；

流迁移单元，用于根据所述流迁移策略将所述待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端，并在所述下行数据包中添加所述反射迁移标识，以指示所述终端通过所述第二接入网发送所述待迁移数据流的上行数据包。

7.根据权利要求6所述的用户面功能模块，其特征在于，

所述待迁移数据流的识别信息包括IP五元组信息；

所述流迁移单元用于将数据包中的IP五元组信息与所述识别信息中的IP五元组信息进行比对，确定待迁移数据流的下行数据包，并根据所述第二接入网标识将所述待迁移数据流的下行数据包通过第二接入网发送至终端。

8.根据权利要求6所述的用户面功能模块，其特征在于，

所述流迁移单元用于在所述下行数据包的封装头中添加所述反射迁移标识。

9.根据权利要求6-8任一项所述的用户面功能模块，其特征在于，

所述第一接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网，所述第二接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网；或者

所述第一接入网为非第三代合作伙伴计划定义的接入网，所述第二接入网为第三代合作伙伴计划定义的接入网。

10.一种通信系统，其特征在于，包括：权利要求6-9任一项所述的用户面功能模块；以及

控制面功能模块，用于向所述用户功能下发的流迁移策略，所述流迁移策略包括第一接入网传输的待迁移数据流的识别信息，反射迁移标识和迁移后传输所述待迁移数据流的第二接入网标识。

11.根据权利要求10所述的通信系统，其特征在于，

所述控制面功能模块用于根据各个接入网的负荷、各个接入网对于所述终端的覆盖范围、终端的数据流的业务类型以及终端的数据流的流量中的至少一项确定的。

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