CN113709067B - 一种多交换机的mac地址同步学习方法及相关装置 - Google Patents

一种多交换机的mac地址同步学习方法及相关装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种多交换机的MAC地址同步学习方法，包括：获取报文的源MAC查表结果；判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC；若是，则将其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图；根据所述输出端口位图发送所述报文，以便所述其他交换机通过所述级联端口接收所述报文，并根据所述报文进行MAC地址同步学习。以避免其他计算机在特殊情况下无法进行MAC同步学习的问题，提高交换机中进行MAC同步学习的效果。本申请还公开了一种多交换机的MAC地址同步学习装置、服务器以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果。

Description

一种多交换机的MAC地址同步学习方法及相关装置
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种多交换机的MAC地址同步学习方法、MAC地址同步学习装置、服务器以及计算机可读存储介质。
背景技术
当交换机收到以太网报文的时候，首先进行源MAC(Media Access ControlAddress，媒体存取控制位址)地址的查找，根据源MAC地址和VLAN(Virtual Local AreaNetwork，虚拟局域网)查找交换芯片的MAC表，如果不存在，则进行源MAC地址同步学习。最后再根据目的MAC地址和VLAN查找交换芯片的MAC表，如果找到，则从对应的端口转发出去；如果查找失败，则在VLAN内广播。
相关技术中，交换芯片具备自动学习源MAC地址的功能，将堆叠系统中各成员交换机MAC学习设置为硬件学习。当任一交换机收到未知源MAC地址的报文的时候，自动将源MAC、VLAN、PORT(端口)添加到本交换机的硬件MAC表中，然后再查找目的MAC地址，如果没有找到，则在VLAN内广播，通过广播的方式，报文转发到其它的成员交换机，在其它的成员交换机上再次进行源MAC地址的学习，这样实现了MAC地址在不同成员交换机的学习同步。但是，如果目的MAC地址查找成功，则报文直接转发到目的端口，导致其他交换机收不到该报文，而无法进行源MAC地址同步学习，当该成员交换机收到目的MAC地址是该源MAC地址的报文时，由于在本交换机上目的MAC查找失败而广播泛洪，极大地占用了网络带宽。
因此，如何避免成员交换机无法学习到源MAC地址的情况是本领域技术人员关注的重点问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种多交换机的MAC地址同步学习方法、MAC地址同步学习装置、服务器以及计算机可读存储介质，以避免其他计算机在特殊情况下无法进行MAC同步学习的问题，提高交换机中进行MAC同步学习的效果。
为解决上述技术问题，本申请提供一种多交换机的MAC地址同步学习方法，包括：
获取报文的源MAC查表结果；
判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC；
若是，则将其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图；
根据所述输出端口位图发送所述报文，以便所述其他交换机通过所述级联端口接收所述报文，并根据所述报文进行MAC地址同步学习。
可选的，根据所述报文进行MAC地址同步学习，包括：
从所述报文中解析出MAC、VLAN以及PORT；
将所述MAC、所述VLAN以及所述PORT写入交换机芯片的MAC表中。
可选的，判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC，包括：
通过ACL规则判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC。
可选的，通过ACL规则判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC，包括：
判断所述未知源MAC对应的ACL规则是否与所述源MAC查表结果匹配。
可选的，将其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图，包括：
通过ACL规则将所述其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图。
可选的，还包括：
当接收到报文时，获取所述报文的输入端口；
判断所述输入端口是否为级联端口；
若是，则根据所述报文进行MAC地址同步学习。
可选的，当所述源MAC查表结果为未知源MAC时，还包括：
将所述报文的源MAC地址更新至MAC表中。
本申请还提供一种多交换机的MAC地址同步学习装置，包括：
查表结果获取模块，用于获取报文的源MAC查表结果；
未知源判断模块，用于判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC；
报文添加模块，用于当所述源MAC查表结果为所述未知源MAC时，将其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图；
报文转发模块，用于根据所述输出端口位图发送所述报文，以便所述其他交换机通过所述级联端口接收所述报文，并根据所述报文进行MAC地址同步学习。
本申请还提供一种服务器，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的MAC地址同步学习方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的MAC地址同步学习方法的步骤。
本申请所提供的一种多交换机的MAC地址同步学习方法，包括：获取报文的源MAC查表结果；判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC；若是，则将其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图；根据所述输出端口位图发送所述报文，以便所述其他交换机通过所述级联端口接收所述报文，并根据所述报文进行MAC地址同步学习。
通过先判断报文对应的MAC查表结果是否为未知源MAC，当是未知源MAC时，将其他交换机的级联端口添加至该报文对应的输出端口位图中，以便在根据该输出端口位图中将该报文同时发送至其他交换机中，其他交换机在接收到报文的基础上可以根据报文进行相同的MAC地址同步学习，避免当报文直接发送时其他交换机无法进行MAC地址同步学习的问题，使得所有交换机均可及时对MAC表进行更新，提高交换机中MAC表管理的效果。
本申请还提供一种多交换机的MAC地址同步学习装置、服务器以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果，在此不做赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种多交换机的MAC地址同步学习方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的一种多交换机的MAC地址同步学习装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种多交换机的MAC地址同步学习方法、MAC地址同步学习装置、服务器以及计算机可读存储介质，以避免其他计算机在特殊情况下无法进行MAC同步学习的问题，提高交换机中进行MAC同步学习的效果。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
相关技术中，交换芯片具备自动学习源MAC地址的功能，将堆叠系统中各成员交换机MAC学习设置为硬件学习。当任一交换机收到未知源MAC地址的报文的时候，自动将源MAC、VLAN、PORT添加到本交换机的硬件MAC表中，然后再查找目的MAC地址，如果没有找到，则在VLAN内广播，通过广播的方式，报文转发到其它的成员交换机，在其它的成员交换机上再次进行源MAC地址的学习，这样实现了MAC地址在不同成员交换机的学习同步。但是，如果目的MAC地址查找成功，则报文直接转发到目的端口，导致其他交换机收不到该报文，而无法进行源MAC地址同步学习，当该成员交换机收到目的MAC地址是该源MAC地址的报文时，由于在本交换机上目的MAC查找失败而广播泛洪，极大地占用了网络带宽。
因此，本申请提供一种交换机的MAC地址同步方法，通过先判断报文对应的MAC查表结果是否为未知源MAC，当是未知源MAC时，将其他交换机的级联端口添加至该报文对应的输出端口位图中，以便在根据该输出端口位图中将该报文同时发送至其他交换机中，其他交换机在接收到报文的基础上可以根据报文进行相同的MAC地址同步学习，避免当报文直接发送时其他交换机无法进行MAC地址同步学习的问题，使得所有交换机均可及时对MAC表进行更新，提高交换机中MAC表管理的效果。
以下通过一个实施例，对本申请提供的一种多交换机的MAC地址同步学习方法进行说明。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种多交换机的MAC地址同步学习方法的流程图。
本实施例中，该方法可以包括：
S101，获取报文的源MAC查表结果；
本步骤旨在获取报文的源MAC查表结果。
其中，源MAC查表结果是当接收到报文时，交换机根据该报文的源MAC地址进行查表处理，确定该源MAC地址是否存在于MAC表中。当存在于该MAC表中，则表示该源MAC地址为已知源MAC地址，当不存在于该MAC表中时，则表示该源MAC地址为未知源MAC地址。
S102，判断源MAC查表结果是否为未知源MAC；若是，则执行S103；
在S101的基础上，判断源MAC查表结果是否为未知源MAC。也就是判断该报文是否为未知源的报文。当该源MAC查表结果为未知源MAC时，说明该MAC表中的不存在该报文对应的源MAC地址，需要进行MAC地址同步学习。也说明其他交换机中也不存在该源MAC地址，每个其他交换机均需要对该源MAC地址进行MAC地址同步学习。
进一步的，本步骤可以包括：
通过ACL规则判断源MAC查表结果是否为未知源MAC。
本可选方案中，主要是对如何进行判断做进一步说明。本可选方案中，主要是通过ACL规则判断源MAC查表结果是否为未知源MAC。其中，ACL(Access Control List，访问控制列表)规则为对访问进行控制的对应规则。
进一步的，上一可选方案可以包括：
判断未知源MAC对应的ACL规则是否与源MAC查表结果匹配。
本可选方案中，本可选方案中主要是进行ACL规则进行匹配判断。
S103，将其他交换机的级联端口添加至报文的输出端口位图；
在S102的基础上，本步骤旨在将其他交换机的级联端口添加至报文的输出端口位图。
基于S102的可选方案，本步骤可以包括：
通过ACL规则将其他交换机的级联端口添加至报文的输出端口位图。
S104，根据输出端口位图发送报文，以便其他交换机通过级联端口接收报文，并根据报文进行MAC地址同步学习。
在S103的基础上，本步骤旨在根据输出端口位图发送报文，以便其他交换机通过级联端口接收报文，并根据报文进行MAC地址同步学习。
进一步的，本步骤中进行MAC地址同步学习的步骤，可以包括：
步骤1，从报文中解析出MAC、VLAN以及PORT；
步骤2，将MAC、VLAN以及PORT写入交换机芯片的MAC表中。
可见，本可选方案中主要是对如何进行MAC地址同步学习进行说明。本可选方案中，从报文中解析出MAC、VLAN以及PORT，将MAC、VLAN以及PORT写入交换机芯片的MAC表中。
也就是说，本可选方案中进行MAC地址同步学习的过程，主要是将报文中对应的地址信息记录在交换机芯片的MAC表中。
此外，本实施例还可以包括：
步骤1，当接收到报文时，获取报文的输入端口；
步骤2，判断输入端口是否为级联端口；
步骤3，若是，则根据报文进行MAC地址同步学习。
可见，本可选方案中主要是对当接收到任一报文时，如何进行操作做说明。本可选方案中，当接收到报文时，有可能该报文为正常的设备发送来的报文，该报文也可以是从其他交换机中发送来的报文。
很显然，本可选方案中，获取到报文时还获取该报文的输入端口，其中，该输入端口可能是业务端口，也可以是级联端口。其中，当输入端口为业务端口时则说明需要进行正常的处理。当输入端口为级联端口时，则说明该报文为其他交换机发送来的报文，需要根据该报文进行MAC地址同步学习。
此外，本实施例中当源MAC查表结果为未知源MAC时，还包括：
将报文的源MAC地址更新至MAC表中。
本可选方案中，主要是说明如何进行MAC表更新进行说明。
综上，本实施例通过先判断报文对应的MAC查表结果是否为未知源MAC，当是未知源MAC时，将其他交换机的级联端口添加至该报文对应的输出端口位图中，以便在根据该输出端口位图中将该报文同时发送至其他交换机中，其他交换机在接收到报文的基础上可以根据报文进行相同的MAC地址同步学习，避免当报文直接发送时其他交换机无法进行MAC地址同步学习的问题，使得所有交换机均可及时对MAC表进行更新，提高交换机中MAC表管理的效果。
以下通过一个具体的实施例，对本申请提供的一种多交换机的MAC地址同步学习方法做进一步说明。
本实施例中，可以包括以下处理单元。
MAC学习单元，用于设置各成员交换机的MAC地址学习方式为硬件学习。
报文识别单元，用于识别报文进入的端口，识别报文的源MAC地址查找MAC表是否成功。
转发控制单元，用于对于源MAC地址查找MAC表失败的报文，不管其目的MAC地址是否查找成功，设置ACL动作，将级联口加入到报文的出端口位图中，使报文通过级联口转发到其它的堆叠成员交换机。
MAC同步单元，用于当堆叠成员交换机接收到级联口转发过来的报文时，由于开启了MAC地址硬件学习功能，在本交换机上进行源MAC地址的学习，从而实现了堆叠系统中所有成员交换机的MAC地址同步。
基于上述处理单元，本实施的MAC地址同步学习方法可以包括：
S201，MAC学习单元将堆叠交换机系统中各成员交换机的MAC学习方式设置为硬件学习，当各成员交换机接收到未知源MAC的报文时候，由于源MAC在本地MAC表中不存在，因此，通过硬件学习的方式将该源MAC、VLAN、PORT写入交换芯片的MAC表中，如表1所示，3台成员交换机SW1～SW3均学到从端口1/0/1进入的VLAN1的MAC地址为00:11:22:33:44:55的MAC表项。
进一步的，本步骤可以包括：
设置所有成员交换机的MAC地址学习方式为硬件学习；记录报文进入的源端口和源MAC地址查表结果。
表1原始MAC表
堆叠成员交换机 MAC VLAN PORT
SW1 00:11:22:33:44:55 1 1/0/1
SW2 00:11:22:33:44:55 1 1/0/1
SW3 00:11:22:33:44:55 1 1/0/1
S202，报文识别单元从SW1的端口1/0/2收到源MAC为00:11:22:33:44:66，目的MAC为00:11:22:33:44:55的报文，由于该源MAC地址在SW1的MAC表中不存在，记录报文进入的端口1/0/2及查找结果(L2SrcHit＝0)，由于开启了硬件学习，在SW1上会学习到该源MAC，如表2所示。
进一步的，本步骤可以包括：
记录入端口，确定报文是从业务口进入还是从级联口进入；记录源MAC查表结果，源MAC查找失败时，L2SrcHit＝0。
表2第一学习MAC表
成员交换机 MAC VLAN PORT
SW1 00:11:22:33:44:55 1 1/0/1
SW2 00:11:22:33:44:55 1 1/0/1
SW3 00:11:22:33:44:55 1 1/0/1
SW1 00:11:22:33:44:66 1 1/0/2
S203，转发控制单元，由于报文的目的MAC为00:11:22:33:44:55，通过查找MAC表获得出端口为1/0/1，代表报文将从该端口转发出去，这样就会导致SW2和SW3上不会学习到源MAC地址00:11:22:33:44:66，从而会导致3台成员交换机上的MAC表不同步。根据S202中记录的结果，下发ACL规则，匹配入端口和源MAC查找失败(L2SrcHit＝0)，设置动作EgressPortsAdd将级联口hg添加到出端口位图中，如表3所示。
表3ACL规则表
Figure BDA0003237395490000091
其中，SW1-Rule1。当报文命中该表项，表示报文是从SW1的业务口进入，源MAC地址查找MAC表失败，执行动作EgressPortsAdd＝hg0，报文将会拷贝转发一份到级联口hg0；
其中，SW2-Rule1。当报文命中该表项，表示报文是从SW2的业务口进入，源MAC地址查找MAC表失败，执行动作EgressPortsAdd＝hg0,hg1，报文将会拷贝转发一份到级联口hg0和hg1；
其中，SW2-Rule2。当报文命中该表项，表示报文是从SW2的级联口hg0进入，源MAC地址查找MAC表失败，执行动作EgressPortsAdd＝hg1，报文将会拷贝转发一份到级联口hg1；
其中，SW2-Rule3。当报文命中该表项，表示报文是从SW2的级联口hg1进入，源MAC地址查找MAC表失败，执行动作EgressPortsAdd＝hg0，报文将会拷贝转发一份到级联口hg0；
其中，SW3-Rule1。当报文命中该表项，表示报文是从SW3的业务口进入，源MAC地址查找MAC表失败，执行动作EgressPortsAdd＝hg0，报文将会拷贝转发一份到级联口hg0。
进一步的，本步骤可以包括：
设置ACL规则，匹配报文进来的源端口和源MAC地址查表结果，根据源MAC地址查表结果L2SrcHit＝0,确定是未知源MAC的报文，根据报文进来的源端口，确定报文需要转发的级联口，设置ACL动作EgressPortsAdd，将级联口添加到报文的出端口位图中。
当在边缘交换机上，下发ACL规则，匹配从业务口收到的未知源MAC的报文，设置动作，将所有级联口添加到出端口位图中；
当在中间交换机上，下发ACL规则，匹配从业务口收到的未知源MAC的报文，设置动作，将所有级联口添加到出端口位图中；
当在中间交换机上，下发ACL规则，匹配从级联口收到的未知源MAC的报文，设置动作，将除该级联口以外的其它级联口添加到出端口位图中；
通过以上设置，任一成员交换机接收到的未知源MAC的报文，都能转发到所有成员交换机上。
S204，MAC同步单元通过S203中ACL规则的设定，无论报文从哪个成员交换机进入，只要是源MAC查找失败，都会被转发到所有成员交换机上进行硬件学习，从而实现了所有成员交换机的MAC地址同步。如表4所示，3台成员交换机都会学习到源MAC地址00:11:22:33:44:66。
表4学习后MAC表
成员交换机 MAC VLAN PORT
SW1 00:11:22:33:44:55 1 1/0/1
SW2 00:11:22:33:44:55 1 1/0/1
SW3 00:11:22:33:44:55 1 1/0/1
SW1 00:11:22:33:44:66 1 1/0/2
SW2 00:11:22:33:44:66 1 1/0/2
SW3 00:11:22:33:44:66 1 1/0/2
可见，本实施例通过先判断报文对应的MAC查表结果是否为未知源MAC，当是未知源MAC时，将其他交换机的级联端口添加至该报文对应的输出端口位图中，以便在根据该输出端口位图中将该报文同时发送至其他交换机中，其他交换机在接收到报文的基础上可以根据报文进行相同的MAC地址同步学习，避免当报文直接发送时其他交换机无法进行MAC地址同步学习的问题，使得所有交换机均可及时对MAC表进行更新，提高交换机中MAC表管理的效果。
下面对本申请实施例提供的MAC地址同步学习装置进行介绍，下文描述的MAC地址同步学习装置与上文描述的MAC地址同步学习方法可相互对应参照。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种多交换机的MAC地址同步学习装置的结构示意图。
本实施例中，该装置可以包括：
查表结果获取模块100，用于获取报文的源MAC查表结果；
未知源判断模块200，用于判断源MAC查表结果是否为未知源MAC；
报文添加模块300，用于当源MAC查表结果为未知源MAC时，将其他交换机的级联端口添加至报文的输出端口位图；
报文转发模块400，用于根据输出端口位图发送报文，以便其他交换机通过级联端口接收报文，并根据报文进行MAC地址同步学习。
可选的，该装置可以包括：
同步学习模块，用于从报文中解析出MAC、VLAN以及PORT；将MAC、VLAN以及PORT写入交换机芯片的MAC表中。
本申请实施例还提供一种服务器，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如以上实施例所述的MAC地址同步学习方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上实施例所述的MAC地址同步学习方法的步骤。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的一种多交换机的MAC地址同步学习方法、MAC地址同步学习装置、服务器以及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多交换机的MAC地址同步学习方法，其特征在于，包括：
获取报文的源MAC查表结果；
通过ACL规则判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC；
若是，则将其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图；
根据所述输出端口位图发送所述报文，以便所述其他交换机通过所述级联端口接收所述报文，并根据所述报文进行MAC地址同步学习。
2.根据权利要求1所述的MAC地址同步学习方法，其特征在于，根据所述报文进行MAC地址同步学习，包括：
从所述报文中解析出MAC、VLAN以及PORT；
将所述MAC、所述VLAN以及所述PORT写入交换机芯片的MAC表中。
3.根据权利要求1所述的MAC地址同步学习方法，其特征在于，通过ACL规则判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC，包括：
判断所述未知源MAC对应的ACL规则是否与所述源MAC查表结果匹配。
4.根据权利要求1所述的MAC地址同步学习方法，其特征在于，将其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图，包括：
通过ACL规则将所述其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图。
5.根据权利要求1所述的MAC地址同步学习方法，其特征在于，还包括：
当接收到报文时，获取所述报文的输入端口；
判断所述输入端口是否为级联端口；
若是，则根据所述报文进行MAC地址同步学习。
6.根据权利要求1所述的MAC地址同步学习方法，其特征在于，当所述源MAC查表结果为未知源MAC时，还包括：
将所述报文的源MAC地址更新至MAC表中。
7.一种多交换机的MAC地址同步学习装置，其特征在于，包括：
查表结果获取模块，用于获取报文的源MAC查表结果；
未知源判断模块，用于通过ACL规则判断所述源MAC查表结果是否为未知源MAC；
报文添加模块，用于当所述源MAC查表结果为所述未知源MAC时，将其他交换机的级联端口添加至所述报文的输出端口位图；
报文转发模块，用于根据所述输出端口位图发送所述报文，以便所述其他交换机通过所述级联端口接收所述报文，并根据所述报文进行MAC地址同步学习。
8.一种服务器，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的MAC地址同步学习方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的MAC地址同步学习方法的步骤。
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