CN112073270B - 一种链路故障检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种链路故障检测方法及装置，该方法包括：检测第一端口的报文发送数量；当预设检测周期内所述第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过所述第一端口向对端设备发送探测报文，以使所述对端设备在接收到所述探测报文时，对所述第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃所述探测报文；检测所述第一端口的报文接收数量；当连续预设数量的所述预设检测周期内，所述第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障。应用本发明实施例可以提高链路故障检测的可靠性。

Description

一种链路故障检测方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种链路故障检测方法及装置。

背景技术

在当前的以太网应用中，对网络的可靠性要求越来越高，随着远程实时应用的增加，要求各种单点或多点故障都不能影响业务的正常应用。当出现故障时，需要及时切换到备份的设备或链路。

传统的链路故障检测通常是通过定时发送心跳报文的方式来实现链路故障检测。

然而实践发现，当业务流量较大时，心跳报文的发送会占用链路的有效带宽，且可能会由于链路拥塞导致心跳报文丢失，进而导致链路故障误检测。

发明内容

本发明提供一种链路故障检测方法及装置，以解决现有链路故障检测方案中的链路故障误检测的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种链路故障检测方法，包括：

检测第一端口的报文发送数量；

当预设检测周期内所述第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过所述第一端口向对端设备发送探测报文，以使所述对端设备在接收到所述探测报文时，对所述第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃所述探测报文；

检测所述第一端口的报文接收数量；

当连续预设数量的所述预设检测周期内，所述第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种链路故障检测装置，包括：

检测单元，用于检测第一端口的报文发送数量；

通信单元，用于当预设检测周期内所述第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过所述第一端口向对端设备发送探测报文，以使所述对端设备在接收到所述探测报文时，对所述第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃所述探测报文；

所述检测单元，还用于检测所述第一端口的报文接收数量；

确定单元，用于当连续预设数量的所述预设检测周期内，所述第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障。

应用本发明公开的技术方案，一方面，检测第一端口的报文发送数量，当预设检测周期内第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过第一端口向对端设备发送探测报文，以使对端设备在接收到探测报文时，对第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃探测报文；另一方面，检测第一端口的报文接收数量，当连续预设数量的预设检测周期内，第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定第一端口与第二端口之间的链路故障，通过利用链路上的已有报文作为主要检测报文，当链路没有业务报文时，发送链路探测报文，不会因大量的检测报文占用链路的有效带宽，也不会出现链路拥塞导致探测报文的丢失，提高了链路故障检测的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种链路故障检测方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种具体应用场景的架构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种链路故障检测过程中的报文转发流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种链路故障检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

请参见图1，为本发明实施例提供的一种链路故障检测方法的流程示意图，其中，该报文处理方法可以应用于网络设备(下文中以第一网络设备为例)，如图1所示，该链路故障检测方法可以包括以下步骤：

需要说明的是，本发明实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

步骤101、检测第一端口的报文发送数量。

步骤102、当预设检测周期内第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过第一端口向对端设备发送探测报文，以使对端设备在接收到探测报文时，对第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃该探测报文。

本发明实施例中，第一端口并不特指某一固定端口，而是可以指代第一网络设备上任一端口。

同理，第二端口可以为对端设备(下文中称为第二网络设备)上的任一端口，且第二端口与第一端口之间建立有链路。

本发明实施例中，考虑到当网络设备上某端口建立的链路出现故障时，该端口通常将无法接收到报文，因此，可以通过对端口的报文接收状态进行检测的方式来实现链路故障检测。

此外，考虑端口长时间未接收到报文也可能是由于对端设备长时间未通过该链路发送报文导致的，因此，为了避免链路故障误报，网络设备可以在指定时长内未通过某端口发送报文(如业务报文)时，通过该端口发送一个探测报文。

相应地，第一网络设备可以检测第一端口的报文发送数量，当预设检测周期内第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过第一端口向对端设备(即第二网络设备)发送探测报文。

需要说明的是，在本发明实施例中，所提及的报文发送数量和报文接收数量是指除错误报文之外的其他报文(可以称为normal(正常)报文)，其可以包括业务报文、协议报文等，上述探测报文属于normal报文。

此外，第二网络设备也可以按照步骤101～步骤102中描述的方式对第二端口的报文发送数量进行检测，并当预设检测周期内第二端口的报文发送数量未发生变化时，通过第二端口向第一网络设备发送探测报文。

步骤103、检测第一端口的报文接收数量。

步骤104、当连续预设数量的预设检测周期内，第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定第一端口与第二端口之间的链路故障。

本发明实施例中，第二网络设备通过第二端口发送报文的实现可以参见步骤101～步骤102中第一网络设备通过第一端口发送报文的相关描述。

考虑到当第二网络设备在预设检测周期内没有业务报文需要通过第二端口发送给第一网络设备时，第二网络设备也会通过第二端口向第一网络设备发送探测报文，因此，正常情况下，第一网络设备在每个预设检测周期内都会通过第一端口接收到第二网络设备发送的报文。

此外，为了避免由于网络等其他非链路故障原因导致报文收发异常，提高链路故障检测的准确性，第一网络设备可以基于连续多个预设检测周期内的报文接收状况来进行链路故障检测。

相应地，第一网络设备可以对第一端口的报文接收数量进行检测，并当连续预设数量的预设检测周期内，第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定第一端口与第二端口之间的链路故障。

可见，在图1所示方法流程中，利用链路上的已有报文作为主要检测报文，当链路没有业务报文时，发送链路探测报文，不会因大量的检测报文占用链路的有效带宽，也不会出现链路拥塞导致探测报文的丢失，提高了链路故障检测的可靠性。

在一种可能的实施例中，步骤101中，检测第一端口的报文发送数量之前，还可以包括：

当第一端口使能检测协议时，通过第一端口向对端设备发送信息通告报文，该信息通告报文携带有本端设备的检测参数信息；

当通过第一端口接收到对端设备发送的确认信息，并启动基于检测协议的链路故障检测时，确定执行上述检测第一端口的报文发送数量的操作，并通过第一端口向对端设备发送检测启动通知报文，该确认信息由对端设备确定第二端口使能检测协议，且支持检测参数信息时发送，该检测启动通知报文用于通知对端设备对第二端口的报文接收数量进行检测。

在该实施例中，考虑到并非所有的网络设备的所有端口都会使能检测协议，即采用本发明实施例提供的方案(如步骤101～步骤104中描述的方式)进行链路故障检测，且不同网络设备的性能不同，一个网络设备上配置的检测参数，另一个网络设备并不一定能支持，因此，在按照上述方式进行链路故障检测之前，需要可以先进行检测状态协商。

相应地，当网络设备的第一端口使能检测协议时，可以通过第一端口向对端设备(即第二网络设备)发送信息通告报文，该信息通告报文携带有第一网络设备的检测参数信息。

示例性的，该检测参数信息可以包括但不限于最小检测时间(即上述预设检测周期)、最小检测时间倍数(即上述预设数量)、协议类型与版本信息(如探测报文的协议类型和版本信息)。

第二网络设备接收到该信息通告报文时，一方面，可以确定第二端口是否使能检测协议，另一方面，可以获取该信息通告报文中携带的检测参数信息，以确定本端设备(第二网络设备)是否支持该检测参数信息。

例如，是否支持按照该最小检测时间进行探测报文发送和接收，本端设备与对端设备的协议类型与版本信息是否一致等。

当第二网络设备确定本端设备使能检测协议，且支持该检测参数时，可以向第一网络设备发送确认信息，如ACK信息。

当第一网络设备接收到第二网络设备发送的确认信息时，确定可以采用本发明实施例提供的链路故障检测方案进行链路故障检测。

当第一网络设备启动基于该检测协议的链路故障检测，即按照步骤101～步骤104描述的方式进行故障链路检测时，第一网络设备可以向第二网络设备发送检测启动通知报文，该检测启动通知报文用于通知第二网络设备对第二端口的报文接收数量进行检测。

其中，第二网络设备对第二端口的报文接收数量进行检测的具体实现可以参见步骤103～步骤104中的相关描述，本发明实施例在此不做赘述。

在一个示例中，第一网络设备可以定时通过第一端口向第二网络设备发送信息通告报文，以避免由于第二网络设备某次接收到信息通告报文时未针对第二端口使能检测协议，导致无法采用上述方案进行链路故障检测。

当第一网络设备通过第一端口接收到第二网络设备发送的确认信息时，第一网络设备可以停止通过第一端口向第二网络设备发送信息通告报文。

在一个示例中，当第一网络设备(或第二网络设备)接收到上述探测报文时，可以基于该探测报文对报文接收端口的报文接收数量进行更新(如加1)，但不对该报文进行处理，而是可以丢弃该报文，即不需要将该探测报文上送CPU(Center Process Unit，中央处理单元)进行解析处理，从而，减少了链路故障检测对CPU处理时间的占用，节省了设备大量的处理负担，方便的在大量的链路上实现高速的检测，也方便使用简单的硬件实现检测的硬件化，提高检测的稳定性。

示例性的，由于本发明实施例提供的链路故障检测方案可以采用硬件实现检测的硬件化，因此，通过设置较短的检测周期，可以实现快速的链路检测。

可选地，上述预设检测周期可以为毫秒级或亚毫秒级。

在一个示例中，当第一网络设备确定第一端口与第二端口之间的链路故障时，第一网络设备可以通过第一端口向对端设备(即第二网络设备)发送链路故障通知报文，以使第二网络设备进行故障链路切换，以避免链路在第一网络设备的报文接收方向单方向故障时，第二网络设备由于未检测出故障，而仍然通过该链路进行报文发送。

其中，该链路故障通知报文用于通知对端设备第一端口与第二端口之间的链路故障。

同理，当第二网络设备确定第一端口与第二端口之间的链路故障时，第二网络设备可以通过第二端口向对端设备(即第一网络设备)发送链路故障通知报文，以使第一网络设备进行故障链路切换。

需要说明的是，在本发明实施例中，上述链路故障检测方案可以与上层的链路聚合、LACP(Link Aggregation Control Protocol，链路汇聚控制协议)、OAM(Operation,Administration,and Maintenance操作、管理和维护)、ECMP(Equal-Cost MultipathRouting，等价路由)、FRR(Fast Reroute，快速重路由)、track(追踪)等链路切换协议进行配合。

以链路聚合协议为例，对于链路聚合组中的任一物理链路，可以采用上述链路故障检测方案进行链路故障检测，并当检测到链路聚合组中的任一物理链路故障时，可以向链路聚合协议上报，以使链路聚合协议将故障链路从链路聚合组中剔除，提高链路聚合的故障检测的效率，提高链路聚合的可靠性。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明实施例提供的技术方案，下面结合具体应用场景对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

在该实施例中，请参见图2，为本发明实施例提供的一种具体应用场景的架构示意图，如图2所示，该应用场景中，网络设备210通过端口211与网络设备220的端口221建立链路300。

基于图2所示应用场景，本发明实施例提供的链路故障检测方案实现流程如下：

1、当端口211使能检测协议时，网络设备210需要在端口211使能通告信息报文0的CPU上送以及探测报文过滤，并定时通过端口211发送信息通告报文(周期可以为1秒)，向网络设备220通告网络设备210的检测参数信息。

示例性的，网络设备210的CPU212可以生成信息通告报文310，并发送给转发芯片213，由转发芯片213将信息通告报文310发送给网络设备220

2、网络设备220通过端口221接收到信息通告报文310时，若端口221使能了检测协议，则可以将该信息通告报文310上送CPU222，由CPU222对信息通告报文310进行解析，获取其中携带的检测参数信息，并确定网络设备220是否支持该检测参数信息，并当支持该检测参数信息时，向网络设备210回应ACK消息320。

示例性的，CPU222可以将ACK消息320发送给转发芯片223，由转发芯片223通过端口221发送给网络设备210。

其中，当端口221未使能检测协议，或，网络设备220不支持上述检测参数信息时，网络设备220不会向网络设备210回应ACK消息。

3、网络设备210通过端口211收到ACK消息320时，停止发送信息通告报文310，开始启动探测报文发送流程，并向网络设备220发送检测启动通知报文330，以通知网络设备220开启报文接收检测流程。

示例性的，网络设备210的CPU212可以启动通知报文330发送给转发芯片213，由转发芯片213通过端口211发送给网络设备220。

其中，步骤1～3的报文转发流程可以如图3所示。

4、网络设备210启动探测报文发送流程时，可以启用周期为最小检测周期(如1毫秒)的定时器，在每个周期到达时，检测这个周期内端口211的报文发送数量是否发生变化，若未发生变化，则通过端口211向网络设备220发送1个探测报文，并将端口211的报文发送数量加1；若发生变化，则不需要发送探测报文。

5、网络设备220接收到检测启动通知报文330时，启用周期为最小检测周期的定时器，在每个周期到达时，检测这个周期内端口221的报文接收数量是否发生变化；若发生变化，则确定链路300正常；若未发生变化，则确定连续N(N为大于1的整数)个周期内端口221的报文接收数量是否发生变化，若未发生变化，则确定链路300故障(端口211向端口221发送报文的方向故障)。

示例性的，当网络设备220从端口221接收到探测报文时，基于该探测报文对端口221的报文接收数量进行更新(报文接收数量加1)，但不将该探测报文上送CPU222，而是将该探测报文丢弃。

6、当网络设备220确定链路300故障时，一方面，可以向上层协议上报链路故障，进行链路切换处理；另一方面，可以通过端口221向网络设备210发送链路故障通知报文，以通知网络设备210链路300故障。

网络设备210接收到链路故障通知报文时，向上层协议上报链路故障，进行链路切换处理。

其中，另一个方向的链路检测(端口221向端口211发送报文的方向)的实现流程与上述流程类似，两个方向的检测独立进行。

通过以上描述可以看出，在本发明实施例提供的技术方案中，检测第一端口的报文发送数量；当预设检测周期内第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过第一端口向对端设备发送探测报文，以使对端设备在接收到探测报文时，对第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃该探测报文；检测第一端口的报文接收数量；当连续预设数量的预设检测周期内，第一端口的报文发送数量未发生变化时，确定第一端口与第二端口之间的链路故障，通过利用链路上的已有报文作为主要检测报文，当链路没有业务报文时，发送探测报文，不会因大量的检测报文占用链路的有效带宽，也不会出现链路拥塞导致探测报文的丢失，避免了链路故障检测对链路有效带宽的占用，提高了链路故障检测的可靠性。

请参见图4，为本发明实施例提供的一种链路故障检测装置的结构示意图，如图4所示，该链路故障检测装置可以包括：

检测单元410，用于检测第一端口的报文发送数量；

通信单元420，用于当预设检测周期内所述第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过所述第一端口向对端设备发送探测报文，以使所述对端设备在接收到所述探测报文时，对所述第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃所述探测报文；

所述检测单元410，还用于检测所述第一端口的报文接收数量；

确定单元430，用于当连续预设数量的所述预设检测周期内，所述第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障。

在可选实施例中，所述通信单元420，还用于当所述第一端口使能检测协议时，通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文，所述信息通告报文携带有本端设备的检测参数信息；

所述检测单元410，具体用于当所述通信单元420通过所述第一端口接收到所述对端设备发送的确认信息，并启动基于所述检测协议的链路故障检测时，检测所述第一端口的报文发送数量，并通过所述通信单元420通过所述第一端口向所述对端设备发送检测启动通知报文，所述确认信息由所述对端设备确定所述第二端口使能所述检测协议，且支持所述检测参数信息时发送，所述检测启动通知报文用于通知所述对端设备对所述第二端口的报文接收数量进行检测。

在可选实施例中，所述通信单元420，具体用于定时通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文；

所述通信单元420，还用于当通过所述第一端口接收到所述对端设备发送的确认信息时，停止通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文。

在可选实施例中，所述通信单元420，还用于当通过所述第一端口接收到所述对端设备发送的探测报文时，对所述第一端口的报文接收数量进行更新，并丢弃所述探测报文。

在可选实施例中，所述通信单元420，还用于当所述确定单元430确定所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障之后，通过所述第一端口向所述对端设备发送链路故障通知报文，以使所述对端设备进行故障链路切换；其中，所述链路故障通知报文用于通知所述对端设备所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

由上述实施例可见，一方面，检测第一端口的报文发送数量，当预设检测周期内第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过第一端口向对端设备发送探测报文，以使对端设备在接收到探测报文时，对第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃探测报文；另一方面，检测第一端口的报文接收数量，当连续预设数量的预设检测周期内，第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定第一端口与第二端口之间的链路故障，通过利用链路上的已有报文作为主要检测报文，当链路没有业务报文时，发送链路探测报文，不会因大量的检测报文占用链路的有效带宽，也不会出现链路拥塞导致探测报文的丢失，提高了链路故障检测的可靠性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种链路故障检测方法，其特征在于，包括：

检测第一端口的报文发送数量；

当预设检测周期内所述第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过所述第一端口向对端设备发送探测报文，以使所述对端设备在接收到所述探测报文时，对第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃所述探测报文；其中，若所述预设检测周期内所述第一端口的报文发送数量发生变化，则不需要发送所述探测报文；

检测所述第一端口的报文接收数量；

当连续预设数量的所述预设检测周期内，所述第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测第一端口的报文发送数量之前，还包括：

当所述第一端口使能检测协议时，通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文，所述信息通告报文携带有本端设备的检测参数信息；

当通过所述第一端口接收到所述对端设备发送的确认信息，并启动基于所述检测协议的链路故障检测时，确定执行所述检测所述第一端口的报文发送数量的操作，并通过所述第一端口向所述对端设备发送检测启动通知报文，所述确认信息由所述对端设备确定所述第二端口使能所述检测协议，且支持所述检测参数信息时发送，所述检测启动通知报文用于通知所述对端设备对所述第二端口的报文接收数量进行检测。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文，包括：

定时通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文；

当通过所述第一端口接收到所述对端设备发送的确认信息时，还包括：

停止通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当通过所述第一端口接收到所述对端设备发送的探测报文时，对所述第一端口的报文接收数量进行更新，并丢弃所述探测报文。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障之后，还包括：

通过所述第一端口向所述对端设备发送链路故障通知报文，以使所述对端设备进行故障链路切换；其中，所述链路故障通知报文用于通知所述对端设备所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障。

6.一种链路故障检测装置，其特征在于，包括：

检测单元，用于检测第一端口的报文发送数量；

通信单元，用于当预设检测周期内所述第一端口的报文发送数量未发生变化时，通过所述第一端口向对端设备发送探测报文，以使所述对端设备在接收到所述探测报文时，对第二端口的报文接收数量进行更新，并丢弃所述探测报文；其中，若所述预设检测周期内所述第一端口的报文发送数量发生变化，则不需要发送所述探测报文；

所述检测单元，还用于检测所述第一端口的报文接收数量；

确定单元，用于当连续预设数量的所述预设检测周期内，所述第一端口的报文接收数量未发生变化时，确定所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述通信单元，还用于当所述第一端口使能检测协议时，通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文，所述信息通告报文携带有本端设备的检测参数信息；

所述检测单元，具体用于当所述通信单元通过所述第一端口接收到所述对端设备发送的确认信息，并启动基于所述检测协议的链路故障检测时，检测所述第一端口的报文发送数量，并通过所述通信单元通过所述第一端口向所述对端设备发送检测启动通知报文，所述确认信息由所述对端设备确定所述第二端口使能所述检测协议，且支持所述检测参数信息时发送，所述检测启动通知报文用于通知所述对端设备对所述第二端口的报文接收数量进行检测。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述通信单元，具体用于定时通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文；

所述通信单元，还用于当通过所述第一端口接收到所述对端设备发送的确认信息时，停止通过所述第一端口向所述对端设备发送信息通告报文。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述通信单元，还用于当通过所述第一端口接收到所述对端设备发送的探测报文时，对所述第一端口的报文接收数量进行更新，并丢弃所述探测报文。

10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，

所述通信单元，还用于当所述确定单元确定所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障之后，通过所述第一端口向所述对端设备发送链路故障通知报文，以使所述对端设备进行故障链路切换；其中，所述链路故障通知报文用于通知所述对端设备所述第一端口与所述第二端口之间的链路故障。

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