CN113641503A - 多云多集群的Kubernetes管理系统及方法与设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多云多集群的Kubernetes管理系统及方法与设备，其中所述Kubernetes管理系统包括：若干Kubernetes集群，所述若干Kubernetes集群被部署于多个云平台；集群注册模块，所述集群注册模块用于所述若干Kubernetes集群的注册和验证，并存储各Kubernetes集群的注册信息；集群管理调度模块，所述集群管理调度模块用于接收集群操作信息，以及从所述集群注册模块中获取与所述集群操作信息相对应的目标Kubernetes集群的注册信息，并根据预设规则选择所述目标Kubernetes集群中适合的服务项目以执行集群操作。
Description
技术领域
本发明涉及云计算领域，尤其涉及一种多云多集群的Kubernetes管理系统及方法与设备。
背景技术
随着企业对公有云的大规模使用，Kubernetes作为基础设施同样在多云的应用上越来越广泛。由于使用的广泛，Kubernetes版本迭代发布也相应较快，企业用户的使用往往会跟不上版本演进的速度，特别是在生产环境中，对于版本升级会带来诸多风险，从而造成服务中断，这对于用户来说显然是难以接受的。同时随着客户业务的发展，单集群的压力与瓶颈也越来越明显，每一次的应用发布上线可能都会是如履薄冰。例如对于一些大型的集团用户，旗下往往有数百个品牌，以及拥有数百个应用，单集群也高达数百个节点，其中包含开发、测试、生产环境，拥有上亿的访问量，应用的发布频率每周至少一次，每次在进行发布时会承受巨大的压力，尤其是在一些特殊时期，如618和双11等，压力会更加严峻。
由于Kubernetes不断地在进行迭代，每个版本支持周期为9个月，超过支持周期以后将不再提供相关补丁的支持，当不得不进行升级时，每升级一次都需要做一次全面的评估，从应用支持、Kubernetes更新影响、安全保障、升级预演和失败回滚等全周期的考虑，一次升级往往至少需要3个月的时间，造成财力、人力、物力的浪费。
发明内容
鉴于现有技术中的问题，本发明提供了一种多云多集群的Kubernetes管理系统，所述Kubernetes管理系统包括：
若干Kubernetes集群，所述若干Kubernetes集群被部署于多个云平台；
集群注册模块，所述集群注册模块用于所述若干Kubernetes集群的注册和验证，并存储各Kubernetes集群的注册信息；
集群管理调度模块，所述集群管理调度模块用于接收集群操作信息，以及从所述集群注册模块中获取与所述集群操作信息相对应的目标Kubernetes集群的注册信息，并根据预设规则选择所述目标Kubernetes集群中适合的服务项目以执行集群操作。
进一步地，所述注册信息包括集群名称、集群版本、集群账号/密码、集群Token和集群访问地址。
进一步地，所述Kubernetes管理系统还包括客户端，所述客户端用于向所述集群管理调度模块发送所述集群操作信息。
进一步地，各Kubernetes集群所对应的Kubernetes版本不完全相同。
进一步地，所述集群管理调度模块根据最短时间原则和/或响应比优先原则选择所述目标Kubernetes集群中适合的服务项目以执行集群操作。
进一步地，各Kubernetes集群被配置为至少对应于一种管理需求。
进一步地，所述管理需求由各Kubernetes集群所处云平台和/或对应的Kubernetes版本所限定。
本发明还提供了一种多云多集群的Kubernetes管理方法，所述方法包括：
对部署于多个云平台的多个Kubernetes集群以及新加入的Kubernetes集群执行统一的注册和验证操作；
响应于集群操作信息，获取已注册的目标Kubernetes集群的详细信息，访问所述目标Kubernetes集群并根据预设规则选择适合的服务项目以执行集群操作。
本发明还提供了一种用于多云多集群的Kubernetes管理的设备，所述设备包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述方法的操作。
本发明还提供了一种存储指令的计算机可读介质，所述指令在被执行时使得系统执行上述方法的操作。
本发明的多云多集群的Kubernetes管理系统及方法与设备通过多云多集群的管理，将不同特性(偏存储、偏计算)的应用，将不同作用(开发环境、测试环境、生产环境)，放到不同的集群中，加强了集群的稳定性，使得维护管理的人员效率得到了显著的提升，从而可从3个月的版本升级周期，降低到2周完成应用迁移和版本的升级，资源的使用效率更高效。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出本发明的一个实施例的多云多集群的Kubernetes管理系统的架构示意图；
图2示出本发明的一个实施例的多云多集群的Kubernetes管理方法的流程示意图；
图3示出可用于本发明的多云多集群的Kubernetes管理方法的一种示例性系统的功能模块。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
在本发明的一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(例如，中央处理器(Central Processing Unit,CPU))、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(Read Only Memory,ROM)或闪存(Flash Memory)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(Phase-Change Memory,PCM)、可编程随机存取存储器(Programmable Random Access Memory,PRAM)、静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic Random AccessMemory,DRAM)、其他类型的随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically-ErasableProgrammable Read-Only Memory,EEPROM)、快闪记忆体(Flash Memory)或其他内存技术、只读光盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM)、数字多功能光盘(Digital Versatile Disc,DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
本发明所指设备包括但不限于用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备通过网络相集成所构成的设备。所述用户设备包括但不限于任何一种可与用户进行人机交互(例如通过触摸板进行人机交互)的移动电子产品，例如智能手机、平板电脑等，所述移动电子产品可以采用任意操作系统，如Android操作系统、iOS操作系统等。其中，所述网络设备包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和信息处理的电子设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,ASIC)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、嵌入式设备等。所述网络设备包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云；在此，云由基于云计算(Cloud Computing)的大量计算机或网络服务器构成，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个虚拟超级计算机。所述网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络、无线自组织网络(Ad Hoc Network)等。优选地，所述设备还可以是运行于所述用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备、网络设备、触摸终端或网络设备与触摸终端通过网络相集成所构成的设备上的程序。
当然，本领域技术人员应能理解上述设备仅为举例，其他现有的或今后可能出现的设备如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或者更多，除非另有明确具体的限定。
现有的单集群的Kubernetes管理系统是由客户端向单一集群发起集群操作，然而对于某些集团用户，旗下拥有数百个品牌以及数百个应用，在采用单集群时，集群中部署有数百个节点，其中包含开发、测试、生产环境，拥有上亿的访问量，在有一定发布频率的需求下，每次在进行发布时都会承受巨大的压力。同时由于Kubernetes会不断地进行迭代，每个版本支持周期为9个月，超过支持周期以后将不再提供相关补丁的支持，从而上述单集群的Kubernetes管理系统的每一次升级都需要做一次全面的评估，从应用支持、Kubernetes更新影响、安全保障、升级预演和失败回滚等全周期的考虑，一次升级会花费较长时间，以及财力、人力、物力的消耗。
图1是本发明的一个实施例的多云多集群的Kubernetes管理系统的架构示意图，其中包括客户端、集群管理调度模块、集群注册模块和若干Kubernetes集群。
图1中示例性地示出了3个Kubernetes集群，各Kubernetes集群分别对应于不同的Kubernetes版本，即1.8版本、1.16版本和1.20版本。同一版本的集群具体设置有SDKService、Kubernetes API Server以及若干Kubernetes节点(Kubernetes Node)。
各Kubernetes集群可以被部署于多个云平台，如阿里的阿里云(Aliyun)、微软的Azure、亚马逊的AWS、腾讯的腾讯云等。表1示例性地示出了另一个实施例的多云多集群的Kubernetes管理系统中包括的不同云平台、不同Kubernetes版本的多个Kubernetes集群的信息表，其中信息内容包括集群名称、集群版本、集群类型和MasterIP地址。
表1集群信息表
各Kubernetes集群，具体是各Kubernetes API Server统一向集群注册模块发起信息注册，注册信息包括集群名称、集群版本、集群账号/密码、集群Token、集群访问地址，表2示例性地示出了表1中的各Kubernetes集群的注册信息。
表2集群注册信息表
集群注册模块用于接收各Kubernetes集群的注册信息，并根据各Kubernetes集群提供的注册信息，对各Kubernetes集群进行注册验证，具体地，分别请求访问各Kubernetes集群地址，验证是否请求成功。根据访问请求的结果，设置该Kubernetes集群的可用状态，并存储该Kubernetes集群的注册信息。
客户端用于发起集群操作，具体是向集群管理调度模块发送集群操作信息，如推送目标Kubernetes集群的信息和相关任务的配置文件。在一个具体的示例性的集群操作中，需要在表1中的Kubernetes集群“Ali-PRO”(Kubernetes版本1.20)中创建mysql数据库，从而由客户端发送相应的集群操作信息，包括推送目标Kubernetes集群“Ali-PRO”的信息以及生成用于创建mysql数据库的配置文件，以下文本框内示例性地示出了一种客户端生成的配置文件的代码。
集群管理调度模块接收来自客户端的集群操作信息，如上述的目标Kubernetes集群“Ali-PRO”的信息和配置文件；根据接收到的目标Kubernetes集群的信息，从集群注册模块中获取该Kubernetes集群的详细信息；集群管理调度模块访问该Kubernetes集群，具体为Kubernetes集群的SDK Service，并择优选择相应的SDK服务项目，如在一些实施例中，集群管理调度模块采用最短时间原则和/或响应比优先原则选择适合的SDK服务项目；最后由SDK Service发起执行集群操作，具体为通过与其相配合的Kubernetes API Server，实现针对相应Kubernetes节点的操作。
本实施例的Kubernetes管理系统中，对于其中各Kubernetes集群的设置，根据其所处云平台和/或对应的Kubernetes版本来限定其对应于至少一种管理需求，上述管理需求可以根据不同特性的应用加以分类，如针对偏存储的应用，或是偏计算的应用等，也可以根据不同作用进行分类，如作为开发环境、测试环境、生产环境等，从而可以使具有不同管理需求的集群操作可以被放到相应的Kubernetes集群中，加强了集群的稳定性，并且也使得维护管理的人员效率得到了显著的提升。
对于各Kubernetes集群根据所处云平台和/或对应的Kubernetes版本来限定管理需求的方式，用户可以根据所使用的云平台的特点、不同Kubernetes版本对于具体管理需求的支持、技术人员的使用习惯等多方面因素来进行相应的设置，本实施例对于上述的限定方式不做限制。
本实施例还提供了一种多云多集群的Kubernetes管理方法，参考图2所示，管理流程包括：
步骤S10、对于每一新加入的Kubernetes集群，执行统一的注册和验证操作。
各Kubernetes集群在注册时，提供相应的注册信息，其中包括集群名称、集群版本、集群类型和IP地址。根据Kubernetes集群的注册信息，访问Kubernetes集群地址，验证是否请求成功，根据验证结果，确定该Kubernetes集群的可用状态。
各Kubernetes集群可以被部署于多个云平台，如阿里的阿里云(Aliyun)、微软的Azure、亚马逊的AWS、腾讯的腾讯云等，并且对应于不完全相同的Kubernetes版本，如表1所示。
同时，对于各Kubernetes集群的设置，可以根据其所处云平台和/或对应的Kubernetes版本来限定其对应于至少一种管理需求，上述管理需求可以根据不同特性的应用加以分类，如针对偏存储的应用，或是偏计算的应用等，也可以根据不同作用进行分类，如作为开发环境、测试环境、生产环境等，从而可以使具有不同管理需求的集群操作可以被放到相应的Kubernetes集群中，加强了集群的稳定性，并且也使得维护管理的人员效率得到了显著的提升。用户可以根据所使用的云平台的特点、不同Kubernetes版本对于具体管理需求的支持、技术人员的使用习惯等多方面因素来进行相应的设置，本实施例对此不做限制。
步骤S20、客户端发起集群操作。
具体地，通过客户端发出通过集群操作信息，来指示选择特定的Kubernetes集群执行对应于管理需求的操作，集群操作信息可包含推送目标Kubernetes集群的信息以及相关任务的配置文件。
步骤S30、响应于集群操作信息，集群调度获取已注册的目标Kubernetes集群的详细信息，从而访问该Kubernetes集群，具体为Kubernetes集群的SDK Service。
步骤S40、集群调度择优选择相应的SDK服务项目。
根据客户端发出的集群操作信息中包含的具体需求，集群调度采用最短时间原则和/或响应比优先原则选择适合的SDK服务项目。
步骤S50、由SDK Service发起执行集群操作。
具体地，可通过与SDK Service相配合的Kubernetes API Server，实现针对相应Kubernetes节点的操作。
上述实施例中的多云多集群的Kubernetes管理系统及方法解决了对单Kubernetes集群环境的依赖；降低了单机群的风险；采用多云多集群部署以及相应的管理机制以分担压力，使得开发更简单、运维更轻松，并且更易于查找问题。同时可有效地降低版本升级带来的人、财、物的浪费，为企业节约成本，提升效率。
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，如前任一项所述的方法被执行。
本实施例还提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品被计算机设备执行时，如前任一项所述的方法被执行。
本实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个计算机程序；
当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如前任一项所述的方法。
图3示出了可被用于实施本发明中所述的各个实施例的示例性系统。
如图3所示，在一些实施例中，系统1000能够作为各所述实施例中的任意一个用户终端设备。在一些实施例中，系统1000可包括具有指令的一个或多个计算机可读介质(例如，系统存储器或NVM/存储设备1020)以及与该一个或多个计算机可读介质耦合并被配置为执行指令以实现模块从而执行本发明中所述的动作的一个或多个处理器(例如，(一个或多个)处理器1005)。
对于一个实施例，系统控制模块1010可包括任意适当的接口控制器，以向(一个或多个)处理器1005中的至少一个和/或与系统控制模块1010通信的任意适当的设备或组件提供任意适当的接口。
系统控制模块1010可包括存储器控制器模块1030，以向系统存储器1015提供接口。存储器控制器模块1030可以是硬件模块、软件模块和/或固件模块。
系统存储器1015可被用于例如为系统1000加载和存储数据和/或指令。对于一个实施例，系统存储器1015可包括任意适当的易失性存储器，例如，适当的DRAM。在一些实施例中，系统存储器1015可包括双倍数据速率类型四同步动态随机存取存储器(DDR4SDRAM)。
对于一个实施例，系统控制模块1010可包括一个或多个输入/输出(I/O)控制器，以向NVM/存储设备1020及(一个或多个)通信接口1025提供接口。
例如，NVM/存储设备1020可被用于存储数据和/或指令。NVM/存储设备1020可包括任意适当的非易失性存储器(例如，闪存)和/或可包括任意适当的(一个或多个)非易失性存储设备(例如，一个或多个硬盘驱动器(Hard Disk,HDD)、一个或多个光盘(CD)驱动器和/或一个或多个数字通用光盘(DVD)驱动器)。
NVM/存储设备1020可包括在物理上作为系统1000被安装在其上的设备的一部分的存储资源，或者其可被该设备访问而不必作为该设备的一部分。例如，NVM/存储设备1020可通过网络经由(一个或多个)通信接口1025进行访问。
(一个或多个)通信接口1025可为系统1000提供接口以通过一个或多个网络和/或与任意其他适当的设备通信。系统1000可根据一个或多个无线网络标准和/或协议中的任意标准和/或协议来与无线网络的一个或多个组件进行无线通信。
对于一个实施例，(一个或多个)处理器1005中的至少一个可与系统控制模块1010的一个或多个控制器(例如，存储器控制器模块1030)的逻辑封装在一起。对于一个实施例，(一个或多个)处理器1005中的至少一个可与系统控制模块1010的一个或多个控制器的逻辑封装在一起以形成系统级封装(SiP)。对于一个实施例，(一个或多个)处理器1005中的至少一个可与系统控制模块1010的一个或多个控制器的逻辑集成在同一模具上。对于一个实施例，(一个或多个)处理器1005中的至少一个可与系统控制模块1010的一个或多个控制器的逻辑集成在同一模具上以形成片上系统(SoC)。
在各个实施例中，系统1000可以但不限于是：服务器、工作站、台式计算设备或移动计算设备(例如，膝上型计算设备、手持计算设备、平板电脑、上网本等)。在各个实施例中，系统1000可具有更多或更少的组件和/或不同的架构。例如，在一些实施例中，系统1000包括一个或多个摄像机、键盘、液晶显示器(LCD)屏幕(包括触屏显示器)、非易失性存储器端口、多个天线、图形芯片、专用集成电路(ASIC)和扬声器。
需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。本领域技术人员应能理解，计算机程序指令在计算机可读介质中的存在形式包括但不限于源文件、可执行文件、安装包文件等，相应地，计算机程序指令被计算机执行的方式包括但不限于：该计算机直接执行该指令，或者该计算机编译该指令后再执行对应的编译后程序，或者该计算机读取并执行该指令，或者该计算机读取并安装该指令后再执行对应的安装后程序。在此，计算机可读介质可以是可供计算机访问的任意可用的计算机可读存储介质或通信介质。
通信介质包括藉此包含例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的通信信号被从一个系统传送到另一系统的介质。通信介质可包括有导的传输介质(诸如电缆和线(例如，光纤、同轴等))和能传播能量波的无线(未有导的传输)介质，诸如声音、电磁、RF、微波和红外。计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据可被体现为例如无线介质(诸如载波或诸如被体现为扩展频谱技术的一部分的类似机制)中的已调制数据信号。术语“已调制数据信号”指的是其一个或多个特征以在信号中编码信息的方式被更改或设定的信号。调制可以是模拟的、数字的或混合调制技术。
作为示例而非限制，计算机可读存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质。例如，计算机可读存储介质包括，但不限于，易失性存储器，诸如随机存储器(RAM,DRAM,SRAM)；以及非易失性存储器，诸如闪存、各种只读存储器(ROM,PROM,EPROM,EEPROM)、磁性和铁磁/铁电存储器(MRAM,FeRAM)；以及磁性和光学存储设备(硬盘、磁带、CD、DVD)；或其它现在已知的介质或今后开发的能够存储供计算机系统使用的计算机可读信息/数据。
在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (10)
1.一种多云多集群的Kubernetes管理系统，其特征在于，包括：
若干Kubernetes集群，所述若干Kubernetes集群被部署于多个云平台；
集群注册模块，所述集群注册模块用于所述若干Kubernetes集群的注册和验证，并存储各Kubernetes集群的注册信息；
集群管理调度模块，所述集群管理调度模块用于接收集群操作信息，以及从所述集群注册模块中获取与所述集群操作信息相对应的目标Kubernetes集群的注册信息，并根据预设规则选择所述目标Kubernetes集群中适合的服务项目以执行集群操作。
2.根据权利要求1所述的Kubernetes管理系统，其特征在于，所述注册信息包括集群名称、集群版本、集群账号/密码、集群Token和集群访问地址。
3.根据权利要求1所述的Kubernetes管理系统，其特征在于，还包括客户端，所述客户端用于向所述集群管理调度模块发送所述集群操作信息。
4.根据权利要求1所述的Kubernetes管理系统，其特征在于，各Kubernetes集群所对应的Kubernetes版本不完全相同。
5.根据权利要求1所述的Kubernetes管理系统，其特征在于，所述集群管理调度模块根据最短时间原则和/或响应比优先原则选择所述目标Kubernetes集群中适合的服务项目以执行集群操作。
6.根据权利要求1所述的Kubernetes管理系统，其特征在于，各Kubernetes集群被配置为至少对应于一种管理需求。
7.根据权利要求6所述的Kubernetes管理系统，其特征在于，所述管理需求由各Kubernetes集群所处云平台和/或对应的Kubernetes版本所限定。
8.一种多云多集群的Kubernetes管理方法，其特征在于，所述方法包括：
对部署于多个云平台的多个Kubernetes集群以及新加入的Kubernetes集群执行统一的注册和验证操作；
响应于集群操作信息，获取已注册的目标Kubernetes集群的详细信息，访问所述目标Kubernetes集群并根据预设规则选择适合的服务项目以执行集群操作。
9.一种用于多云多集群的Kubernetes管理的设备，其中，所述设备包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行根据权利要求8所述方法的操作。
10.一种存储指令的计算机可读介质，所述指令在被执行时使得系统执行根据权利要求8所述方法的操作。
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