CN112217651B - 融合网络的路径标签确定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种融合网络的路径标签确定方法及装置，该方法包括：集中控制器的数据网络管理模块对数据网络进行网络配置，并计算数据网的路径标签；所述数据网络管理模块向集中控制器的光网络管理模块订阅所述光网络的路由和带宽使用信息，所述光网络管理模块对光网络进行网络配置，并通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息；所述数据网络管理模块根据所述光网络的路由和带宽使用信息重新计算所述数据网络的路径标签，并根据新的路径标签向所述光网络管理模块发送建立交叉请求；所述数据网络管理模块接收到所述光网络管理模块反馈的交叉建立成功消息后，重新下发所述新的路径标签。

Description

融合网络的路径标签确定方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种融合网络的路径标签确定方法及装置。
背景技术
5G网络拟提供业务的主要特征包括大带宽、低延迟和海量连接，从而对承载网在带宽、容量、时延和组网灵活性方面提出了新的需求。光传送网技术结合了光域传输和电域处理的优势，不仅可以提供端到端的刚性透明管道连接和强大的组网能力，而且可以提供长距离、大容量传输能力。低时延的需求要求核心网下沉，传输网也需要支持三层的转发。分段路由技术对传统的MPLS协议控制面做了简化，具有广泛的部署场景，能以简单的方式实现TE、快速重建路由等。分段路由与光网络传输的融合是业界最热的课题之一。
目前提出的融合网络策略中，三层数据网络向光网络提出了建立路径的请求。但是三层网络的搭建往往是客户提出请求后，业务人员去手动配置虚拟链路。这样既增加了配置的复杂度和建网的周期，也会造成带宽的浪费。
发明内容
本发明实施例提供了一种融合网络的路径标签确定方法及装置，以至少解决相关技术中融合网络的配置复杂的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种融合网络的路径标签确定方法，包括：集中控制器的数据网络管理模块对融合网络中的数据网络进行网络配置，并计算所述数据网络的路径标签；所述集中控制器的光网络管理模块对所述融合网络中的光网络进行网络配置，并通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息；所述数据网络管理模块根据所述光网络的路由和带宽使用信息重新计算所述数据网络的路径标签，并根据新的路径标签向所述光网络管理模块发送建立交叉请求；所述数据网络管理模块接收到所述光网络管理模块反馈的交叉建立成功消息后，重新下发所述新的路径标签。
其中，所述光网络管理模块通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息之前，还包括：所述数据网络管理模块向所述光网络管理模块订阅所述光网络的路由和带宽使用信息。
其中，所述光网络管理模块通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息，包括：所述光网络管理模块通知所述数据网络管理模块所述数据网络与所述光网络之间的可达链路以及带宽使用信息。
其中，根据所述光网络的路由和带宽使用信息重新计算所述数据网络的路径标签之前，还包括：所述数据网络管理模块向用户上报所述可达链路以及带宽使用信息，并根据用户的指令确认是否重新计算所述数据网络的路径标签。
其中，所述数据网络管理模块接收到所述光网络管理模块反馈的交叉建立成功消息之前，还包括：所述光网络管理模块向所述可达链路的网元下发建立交叉的信息。
其中，该方法还包括：所述数据网络管理模块根据数据网络的约束信息计算所述数据网络的路径标签；和/或，所述光网络管理模块根据光网络的约束信息建立交叉路径。
其中，该方法还包括：所述数据网络的端到端保护嵌套所述光网络的路径保护。
其中，所述数据网络的端到端保护嵌套所述光网络的路径保护，包括：当所述光网络中的工作链路故障时，光网络链路延迟倒换的时间小于数据网络BFD产生告警的时间，光网络链路发生切换，数据网络链路不发生切换；当光网络链路延迟倒换的时间大于数据网络BFD产生告警的时间，数据网络链路发生切换，光网络链路不切换。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种融合网络的路径标签确定装置。该装置包括集中控制器，所述集中控制器包括数据网络管理模块和光网络管理模块，所述数据网络管理模块用于对数据网络进行网络配置，并计算数据网的路径标签；所述光网络管理模块用于对光网络进行网络配置，并通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息；所述数据网络管理模块还用于根据所述光网络的路由和带宽使用信息重新计算所述数据网络的路径标签，并根据新的路径标签向所述光网络管理模块发送建立交叉请求，接收到所述光网络管理模块反馈的交叉建立成功消息后，重新下发所述新的路径标签。
其中，所述数据网络管理模块，还用于向所述光网络管理模块订阅所述光网络的路由和带宽使用信息。
其中，所述光网络管理模块还用于通知所述数据网络管理模块所述数据网络与所述光网络之间的可达链路以及带宽使用信息。
其中，所述数据网络管理模块还用于向用户上报所述可达链路以及带宽使用信息，并根据用户的指令确认是否重新计算所述数据网络的路径标签。
其中，所述数据网络管理模块还用于根据数据网络的约束信息计算所述数据网络的路径标签；和/或，所述光网络管理模块还用于根据光网络的约束信息建立交叉路径。
其中，所述集中控制器还用于将所述数据网络的端到端保护嵌套所述光网络的路径保护。
其中，所述集中控制器还用于在所述光网络中的工作链路故障时，当光网络链路的延迟倒换的时间小于数据网络BFD产生告警的时间，对光网络链路进行切换，而数据网络链路不进行切换；当光网络链路延迟倒换的时间大于数据网络BFD产生告警的时间，对数据网络链路进行切换，而光网络链路不进行切换。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述方法实施例中的步骤。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述方法实施例中的步骤。
在本发明的上述实施例中，数据网络不但可以向光网络提出建路径的请求，而且光网络可告知数据网络光网物理拓扑及带宽使用情况的信息。数据网络可根据得到的信息决策可以使用的光网络链路，并重新计算路径标签，从而有效利用带宽和降低时延。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据发明实施例的数据网络与光网络组网示意图；
图2是根据本发明实施例的融合网络的路径标签确定方法流程图；
图3是根据本发明实施例的融合网络的路径标签确定装置的结构框图；
图4是根据本发明实施例1的数据网络和光网络的组网图；
图5是根据本发明实施例1的融合网络计算收敛路径标签的流程图；
图6是根据本发明实施例2的流量工程的组网图；
图7是根据本发明实施例2的计算路径的流程图；
图8是根据本发明实施例3的保护嵌套的组网图；
图9是根据本发明实施例3的保护协同处理的流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
分段路由的多协议标签交换网络，是使用标签转发的三层数据传输网络，而光传送网络是对数据透传的物理层的网络。两种网络的融合，使得两者不再是上下层的关系，而变成并列的关系，从而实现对数据网和光网络的统一管理。融合的同时也降低了三层网络的延时，提高了网络的带宽。
分段路由的路径是根据网络路径的权重及路由器的节点标签和邻接标签计算出的标签栈，如果网络中混合了光网络，路由拓扑可能发生了变化。路由需要重新规划，路径的标签需要重新计算，而数据网络并没有光网络的信息和根据光网络信息计算路径的方法。如图1所示，网元N1～N6组成分段路由数据网络，N11～N14组成光网络，CE1和CE2是客户节点。从CE1到CE2走的路径为N1-N4-N5-N6。如果N4和N11，N6和N12之间建立连接，那么光网络加入到数据网络后，最优路径可能变成N1-N4-N11-N12-N6，这样既可以有效利用带宽，也可降低时延。
为此，在本实施例中提供了一种融合网络的路径标签确定方法，图2是根据本发明实施例的方法流程图。在本实施例中，引入一种集中控制器对融合网络进行控制并计算分段路径的标签。集中控制器包括数据网络管理模块和光网络管理模块。如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，集中控制器的数据网络管理模块对融合网络中的数据网络进行网络配置，并计算数据网的路径标签；
步骤S204，所述集中控制器的光网络管理模块对融合网络中的光网络进行网络配置，并通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息；
步骤S206，所述数据网络管理模块根据所述光网络的路由和带宽使用信息重新计算所述数据网络的路径标签，并根据新的路径标签向所述光网络管理模块发送建立交叉请求；
步骤S208，所述数据网络管理模块接收到所述光网络管理模块反馈的交叉建立成功消息后，重新下发所述新的路径标签。
其中，在本实施例中，使用集中控制器对网络进行配置。集中控制器分为数据网络管理模块和光网络管理模块，数据网络管理模块可以对数据网络的IP、标签等进行配置及计算路由，光网络管理模块可以对光网络的交叉等进行配置。同时数据网络管理模块和光网络管理模块可以互相交流配置信息。
在上述实施例中的步骤S202中，启用分段路由协议的三层数据网络与光网络并存。三层数据网络中光设备可能处于中间位置或是边缘位置，不对网元所处的位置做限制。利于网路的灵活配置和扩容。
其中，在上述实施例中，对接的数据网元和光网元使用混合板，两端端口采用不同的映射方式。
其中，在上述实施例中，网络拓扑变化时路由收敛由集中控制器的数据网络管理模块完成。数据网络本身也运行路由协议，但由于光网络的加入引起拓扑发生变化时，网络本身路由收敛时间较长，且有些约束路径网络本身不能纳入到路由计算中，无法计算出准确的路径。集中控制器的数据网络管理模块从光网络管理模块获取相关信息，作为路由计算的信息，确定路径标签，下发到源路由器。
其中，在步骤S204之前，所述数据网络管理模块可以向集中控制器的光网络管理模块订阅所述光网络的路由和带宽使用信息。
其中，在上述实施例中，还支持流量工程的路径计算。约束节点如果是光网络中的节点，仅在光网络建立交叉路径时有约束，在计算路径标签时，约束节点的标签不计算在内。约束路径也做同样的处理。
其中，在上述实施例中，数据网络和光网络的保护协同处理。数据网络的端到端保护可以嵌套光网络的路径保护。如果光网络的路径保护切换成功，数据网络端到端的保护将不切换路径。
在上述实施例中，使用了集中控制器互通两种网络的控制信息来确定路径标签。既支持流量工程的路径计算，也支持协同保护路径的计算。分段路由网络可以感知到光网络的物理路径变化及带宽使用情况，很好的融合光网络，降低传输时延，提高带宽利用率。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
在本实施例中还提供了一种融合网络的路径标签确定装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是根据本发明实施例的融合网络的路径标签确定装置的结构框图，如图3所示，该装置包括集中控制器100，集中控制器100分为数据网络管理模块110和光网络管理模块120。集中控制器100通过网络配置(netconf)接口与网络设备交互配置信息。
所述数据网络管理模块110用于对数据网络进行配置，并计算数据网的路径标签，向光网络管理模块120订阅所述光网络的路由和带宽使用信息，
所述光网络管理模块120用于对光网络进行配置，并通知所述数据网络管理模块110所述光网络的路由和带宽使用信息；
所述数据网络管理模块110还用于根据所述光网络的路由和带宽使用信息重新计算所述数据网络的路径标签，并根据新的路径标签向所述光网络管理模块120发送建立交叉请求，接收到所述光网络管理模块120反馈的交叉建立成功消息后，重新下发所述新的路径标签。
在本实施例中，三层数据网络中的光设备可能处于中间位置或是边缘位置，光网元所处的位置没有具体限制。对接的数据网元和光网元使用混合板，两端端口采用不同的映射方式。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
下面通过具体应用中的实施例对本发明所提供的技术方案进一步进行具体描述。
实施例1
本实施例主要描述了在数据网络中加入光网络的链路后，数据网络的路径更新的实现过程。图4是为本实施例的融合网络组网图。如图4所示，CE1为接入设备，CE2为核心网设备，网元N1～N4是5G承载网中传输或回传的设备。在本实施例中，将既支持分组业务又支持光层业务的单板称为混合业务板。将可以使用混合业务板的设备称作混合网元。N1和N3是混合网元，N4是光网元或者混合网元。在本实施例中通过集中控制器对融合网络进行配置和管理，集中控制器包括负责数据网络的配置和管理的数据网络管理模块，以及包括负责光网络的配置和管理的光网络管理模块。
如图5所示，本实施例的流程步骤主要包括：
步骤S501：建立物理连接，配置三层网络。N1～N3网元之间建立物理连接如图2所示。CE1上的业务由N1接入，在N3上下路到CE2。网元N1和网元N3上配置L3Vpn业务和IBGP实例。CE1配置的私网IP通过BGP协议通告到对端。
网元N1～N3各端口启用ISIS协议或OSPF协议，整个网络配置一个Area。网元之间的metric双向对称配置为10。
步骤S502：启用SR协议。网元N1～N3均启用SR协议，配置Node Segment为101～103。集中控制器计算从N1到N3的路径标签栈为(101，103)并下发到N1。业务会使用此标签栈进行转发。
步骤S503：集中控制器的数据网络管理模块向光网络管理模块订阅信息。数据网络管理模块生成的路由信息包括N1～N3三个网元,向光网络管理模块注册关注的网元的属性包括拓扑信息等。
步骤S504：配置光网络。N1，N3和N4是光网络的一部分，连接三个网元的物理链路，配置光链路的metric。集中控制器的光网络管理模块更新光网络的路由信息。
步骤S505：集中控制器的光网络管理模块向数据网络管理模块通知变化的拓扑。光网络管理模块的路由更新后，涉及到之前注册的N1和N3网元，告知数据网络管理模块两个网元可达，并通告相关链路的带宽使用情况。
步骤S506：数据网络管理模块重新规划路径。数据网络管理模块收到N1和N3可直达的消息及带宽使用情况后，上报给用户，由用户决定是否使用感知到的路径。如果使用，重新计算路由，认为走直达路径是最优的，向光网络管理模块发送建立光交叉的请求。
步骤S507：光网络建立交叉。光网络管理模块收到建立光交叉的请求后，根据光路由信息向N1,N4和N3分别下发建立交叉的信息。交叉建立后告知数据网络管理模块。
步骤S508：数据网络管理模块更新路由下发源路由。数据网络管理模块收到交叉建立成功的消息后。下发更新的路由标签给N1。交叉建立成功后，网元N1～N3也会更新链路状态库和路由信息。业务路径切换成N1-N4-N3。
实施例2
本实施例主要描述了融合网络在存在流量工程时路径确定的过程。图6是本实施例的组网图。与实施例相比，本实施例中增加了网元N5，N5与CE2对接。本实施例与实施例1重复的步骤不再赘述。
如图7所示，本实施例主要包括如下步骤：
步骤S701：集中控制器配置约束节点。配置业务路径的必经节点为N4和N3。控制器识别出N4是光网络中的节点，而N3是数据网络的节点。分别将约束信息发给光网络管理模块和数据网络管理模块。
步骤S702：光网络管理模块和数据网络管理模块分别处理约束信息。光网络管理模块和数据网络管理模块在计算路由时分别加入各自的约束信息。
实施例3
本实施例主要描述了融合网络中数据网络管理模块和光网络管理模块对保护的协同处理。图8是本实施例的组网图。网元N1～N4都会启用快速重建路由保护,受保护的链路并不仅是首节点的链路。光网络网元N5和N6之间建立链路保护。本实施例与实施例1中重复的步骤不再赘述。
如图9所示，本实施例主要包括如下步骤：
步骤S901：调整三层网络链路的metric，启用TI-LFA。N1-N2的metric改为15，启用TI-LFA后，工作路径是N1-N4-N5-N6-N3，保护路径是N1-N2-N3。
步骤S902：配置三层网络的OAM。在N1和N3上配置支持带标签的BFD,对工作SR路径状态进行检测。BFD发送周期默认为3.3ms，产生告警的检测时间默认是发送周期的3倍。
步骤S903：光网络建立链路保护。在网元N5和N6之间建立光层的链路保护。保护路径可以配置一条或多条。
步骤S904：嵌套保护的处理。光网络中的网元N5和N6之间的工作链路故障时发生倒换，在倒换的时间小于BFD产生告警的时间，光链路发生切换，TI-LFA不发生切换。光网络链路倒换的时间大于数据网络BFD产生告警的时间，TI-LFA发生切换，光链路不切换。
在本发明的上述实施例中，使用了集中控制器互通两种网络的控制信息来确定路径标签。既支持流量工程的路径计算，也支持协同保护路径的计算。分段路由网络可以感知到光网络的物理路径变化及带宽使用情况，很好的融合光网络，降低传输时延，提高带宽利用率
本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述方法实施例中的步骤。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种融合网络的路径标签确定方法，其特征在于，包括：
集中控制器的数据网络管理模块对融合网络中的数据网络进行网络配置，并计算所述数据网络的路径标签；
所述集中控制器的光网络管理模块对所述融合网络中的光网络进行网络配置，并通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息；
所述数据网络管理模块根据所述光网络的路由和带宽使用信息重新计算所述数据网络的路径标签，并根据新的路径标签向所述光网络管理模块发送建立交叉请求；
所述数据网络管理模块接收到所述光网络管理模块反馈的交叉建立成功消息后，重新下发所述新的路径标签。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光网络管理模块通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息之前，还包括：
所述数据网络管理模块向所述光网络管理模块订阅所述光网络的路由和带宽使用信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光网络管理模块通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息，包括：
所述光网络管理模块通知所述数据网络管理模块所述数据网络与所述光网络之间的可达链路以及带宽使用信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述光网络的路由和带宽使用信息重新计算所述数据网络的路径标签之前，还包括：
所述数据网络管理模块向用户上报所述可达链路以及带宽使用信息，并根据用户的指令确认是否重新计算所述数据网络的路径标签。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据网络管理模块接收到所述光网络管理模块反馈的交叉建立成功消息之前，还包括：
所述光网络管理模块向所述可达链路的网元下发建立交叉的信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述数据网络管理模块根据数据网络的约束信息计算所述数据网络的路径标签；和/或
所述光网络管理模块根据光网络的约束信息建立交叉路径。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述数据网络的端到端保护嵌套所述光网络的路径保护。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述数据网络的端到端保护嵌套所述光网络的路径保护，包括：
当所述光网络中的工作链路故障时，光网络链路延迟倒换的时间小于数据网络BFD产生告警的时间，光网络链路发生切换，数据网络链路不发生切换；当光网络链路延迟倒换的时间大于数据网络BFD产生告警的时间，数据网络链路发生切换，光网络链路不切换。
9.一种融合网络的路径标签确定装置，其特征在于，包括集中控制器，其中，所述集中控制器包括数据网络管理模块和光网络管理模块，
所述数据网络管理模块用于对数据网络进行网络配置，并计算数据网络的路径标签；
所述光网络管理模块用于对光网络进行网络配置，并通知所述数据网络管理模块所述光网络的路由和带宽使用信息；
所述数据网络管理模块还用于根据所述光网络的路由和带宽使用信息重新计算所述数据网络的路径标签，并根据新的路径标签向所述光网络管理模块发送建立交叉请求，接收到所述光网络管理模块反馈的交叉建立成功消息后，重新下发所述新的路径标签。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述数据网络管理模块，还用于向所述光网络管理模块订阅所述光网络的路由和带宽使用信息。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述光网络管理模块还用于通知所述数据网络管理模块所述数据网络与所述光网络之间的可达链路以及带宽使用信息。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述数据网络管理模块还用于向用户上报所述可达链路以及带宽使用信息，并根据用户的指令确认是否重新计算所述数据网络的路径标签。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述数据网络管理模块还用于根据数据网络的约束信息计算所述数据网络的路径标签；和/或
所述光网络管理模块还用于根据光网络的约束信息建立交叉路径。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述集中控制器，还用于将所述数据网络的端到端保护嵌套所述光网络的路径保护。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，
所述集中控制器，还用于在所述光网络中的工作链路故障时，当光网络链路的延迟倒换的时间小于数据网络BFD产生告警的时间，对光网络链路进行切换，而数据网络链路不进行切换；当光网络链路延迟倒换的时间大于数据网络BFD产生告警的时间，对数据网络链路进行切换，而光网络链路不进行切换。
16.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至8任一项中所述的方法。
17.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至8任一项中所述的方法。
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