CN114401184B - 一种网络通信设备及其方法、电子设备及介质 - Google Patents

一种网络通信设备及其方法、电子设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种网络通信设备及其方法、电子设备及介质，所述网络通信设备包括接口模块、信号转换模块、若干个MAC芯片、至少一组以太网物理层模块；任一网络信号变压器的一端分别与每一组以太网物理层模块中的一PHY芯片连接，每一组以太网物理层模块中的PHY芯片均连接至同一所述MAC芯片；或，任一PHY芯片的一端与每一MAC芯片连接，且任一PHY芯片的另一端与其对应的网络信号变压器的一端连接。采用本发明实施例，通过在通信设备内部设置冗余备份模块，使其在内部通信时有多个可选的通信链路，并在某一模块或链路发生故障时自动切换至另一模块或链路进行通信，进而确保设备本身的部分故障不影响系统的正常通信，提高了通信设备自身的通信稳定性。

Description

一种网络通信设备及其方法、电子设备及介质
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种网络通信设备及其方法、电子设备及介质。
背景技术
企业级通信设备的通信持续性及稳定性尤为重要，特别是对于核心网络设备而言，其通信的可靠性直接关乎整个网络的正常运行，对整个通信系统的通信稳定性有重要影响。因此，为了实现整个通信系统的稳定性，现有技术一般采用冗余设计。
但是，本发明人在对现有技术的研究中发现，通过在通信系统的多套通信设备之间采用系统级网络拓扑来实现冗余，通信系统的稳定性却不可避免的受到通信设备出现故障时产生的影响，导致通信系统的持续性及稳定性较差。
发明内容
本发明提供一种网络通信设备及其方法、电子设备及介质，能够提高通信系统的通信稳定性和持久性。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种网络通信设备，包括：
接口模块、信号转换模块、若干个MAC芯片、至少一组以太网物理层模块；其中，每一组所述以太网物理层模块包括至少两个PHY芯片，所述信号转换模块包括至少两个网络信号变压器，所述接口模块包括至少两个RJ45网口；
任一所述网络信号变压器的一端分别与每一组所述以太网物理层模块中的一PHY芯片连接，每一组所述以太网物理层模块中的PHY芯片均连接至同一所述MAC芯片；或，
任一所述PHY芯片的一端与每一所述MAC芯片连接，且任一所述PHY芯片的另一端与其对应的所述网络信号变压器的一端连接；
其中，每一所述网络信号变压器与每一所述RJ45网口为一一对应关系。
作为其中一种可选的实施例，当所述任一所述网络信号变压器的一端分别与每一组所述以太网物理层模块中的一PHY芯片连接，每一组所述以太网物理层模块中的PHY芯片均连接至同一所述MAC芯片时，
每一所述MAC芯片和与其连接的所述以太网物理层模块集成于同一Switch芯片中；其中，所述网络通信设备包括若干个Switch芯片，每一所述MAC芯片分别集成于所述网络通信设备的不同Switch芯片中。
作为其中一种可选的实施例，任一所述网络信号变压器的初级绕组与其对应的所述RJ45网口连接，任一所述网络信号变压器的每一次级绕组分别与每一组以太网物理层模块中的一PHY芯片连接。
作为其中一种可选的实施例，当所述任一所述PHY芯片的一端与每一所述MAC芯片连接，且任一所述PHY芯片的另一端与对应的所述网络信号变压器的一端连接时，
每一所述MAC芯片分别集成于所述网络通信设备的不同Switch芯片中；其中，所述网络通信设备包括若干个Switch芯片，每一所述网络信号变压器与每一所述PHY芯片为一一对应关系。
作为其中一种可选的实施例，每一所述Switch芯片具有不同的优先级，所述网络通信设备优先选择高优先级的所述Switch芯片及其对应的通信链路进行通信。
作为其中一种可选的实施例，当高优先级的所述Switch芯片处于故障状态时，启用下一优先级的Switch芯片，并切换至下一优先级的所述Switch芯片对应的通信链路进行通信。
本发明一实施例对应提供了一种网络通信方法，应用于上述发明实施例所述的网络通信设备，包括：
当正在通信的Switch芯片出现故障时，根据该Switch芯片的预设优先级，启用下一优先级的Switch芯片，并切换至下一优先级的所述Switch芯片对应的通信链路，以使下一优先级的所述Switch芯片根据切换后的通信链路进行通信。
作为其中一种可选的实施例，所述当正在通信的Switch芯片出现故障时，根据该Switch芯片的预设优先级，启用下一优先级的Switch芯片，包括：
当任一所述Switch芯片出现故障时，根据所述Switch芯片的预设优先级，向下一优先级的Switch芯片发送使能触发信号，以启用下一优先级的所述Switch芯片。
本发明一实施例提供了一种电子设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的网络通信方法。
本发明一实施例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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的网络通信方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种网络通信设备及其方法、电子设备及介质，通过在通信设备内部设置冗余备份模块，使其在内部通信时有多个可选的通信链路，并在某一模块或链路发生故障时自动切换至另一模块或链路进行通信，进而确保设备本身的部分故障不影响系统的正常通信，提高了通信设备自身的通信可靠性、稳定性和持久性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种网络通信设备的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的另一种网络通信设备的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明一实施例提供的一种网络通信设备的结构示意图，所述网络通信设备1包括：
接口模块、信号转换模块、若干个MAC芯片101、至少一组以太网物理层模块；其中，每一组所述以太网物理层模块包括至少两个PHY芯片102，所述信号转换模块包括至少两个网络信号变压器103，所述接口模块包括至少两个RJ45网口104。
任一所述网络信号变压器103的一端分别与每一组所述以太网物理层模块中的一PHY芯片102连接，每一组所述以太网物理层模块中的PHY芯片102均连接至同一所述MAC芯片101。
其中，每一所述网络信号变压器103与每一所述RJ45网口104为一一对应关系。
需要说明的是，在网络通信设备1的内部可以冗余设置若干的Switch芯片10，且每一Switch芯片10内均设有一个MAC芯片101和若干个PHY芯片102，以及与Switch芯片10对应连接的多个冗余的网络信号变压器103和RJ45网口104。在本实施例提供的网络通信设备1的结构示意图中，为了简单说明，仅标注了单个模块，未标注的模块参照标注的冗余模块实施同等技术手段。另外，图1仅为其中一种示例说明，任一所述网络信号变压器103的一端只要保证分别与每一组所述以太网物理层模块中的一PHY芯片102连接即可。
可以理解的是，对企业级通信设备而言，其通信的持续性及稳定性尤为重要，特别是对于核心网络设备而言，其通信的可靠性直接关乎整个网络的正常运行，对整个系统的通信稳定性有重要影响。保证整个系统的通信稳定性可以从两个方面着手，一是提高核心通信设备本身的通信可靠性，降低其故障率，避免其成为系统通信稳定性的短板；二是通信系统进行一定的冗余设计，采用多个通信设备使其具备多条可选的通信链路而非单一路径，当部分设备出现故障时有备选的部分来保障通信的继续。本发明结合以上两点，通过在通信设备内部设计冗余备份模块，使其在内部通信时有多个可选的通信模块/链路，可根据设定的模块/链路优先级选取通信路径，当某一模块/链路发生故障时自动切换到另一模块/链路进行通信，进而确保设备本身的部分故障不影响系统的正常通信，实现通信设备自身通信可靠性的提高，提升整个系统的通信稳定性。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种网络通信设备，通过在通信设备内部设置冗余备份模块，使其在内部通信时有多个可选的通信链路，并在某一模块或链路发生故障时自动切换至另一模块或链路进行通信，进而确保设备本身的部分故障不影响系统的正常通信，提高了通信设备自身的通信可靠性、稳定性和持久性。
作为其中一种可选的实施例，当所述任一所述网络信号变压器的一端分别与每一组所述以太网物理层模块中的一PHY芯片连接，每一组所述以太网物理层模块中的PHY芯片均连接至同一所述MAC芯片时，
每一所述MAC芯片101和与其连接的所述以太网物理层模块集成于同一Switch芯片10中；其中，所述网络通信设备包括若干个Switch芯片10，每一所述MAC芯片101分别集成于所述网络通信设备的不同Switch芯片10中。
需要说明的是，网络通信设备1内部的各个模块或者芯片的数量以及连接方式，均是可以根据实际需求或者试验进行设定的，本实施例仅为举例说明而不作限定。
值得说明的是，相较于目前通过系统级网络拓扑来实现冗余的方案，通过在通信设备内部设置冗余模块和链路，可在一定程度上降低系统网络拓扑的复杂度，减少外围网络的布置需求，优化通信系统维护成本，从而进一步提高了设备自身的通信可靠性，保障了设备在出现部分异常时系统通信的稳定性。
作为其中一种可选的实施例，任一所述网络信号变压器103的初级绕组与其对应的所述RJ45网口104连接，任一所述网络信号变压器103的每一次级绕组分别与每一组以太网物理层模块中的一PHY芯片102连接。
示例性的，网络信号变压器103可以有一个初级绕组和2个次级绕组，其中，初级侧与RJ45网口104连接，次级侧的2个绕组分别与两个交换模块(即Switch芯片)连接，各绕组的匝数比为1:1:1。
需要说明的是，网络信号变压器103的绕组和匝数可以根据实际需求或试验进行设定，在此不作限定。
值得说明的是，通过设置多个冗余的一对一连接的网络信号变压器103和RJ45网口104，能够在其中一个或多个网络信号变压器103或者其中一个或多个RJ45网口104发生故障时，保证网络的正常通信以及数据传输的不中断。
作为其中一种可选的实施例，每一所述Switch芯片10具有不同的优先级，所述网络通信设备优先选择高优先级的所述Switch芯片10及其对应的通信链路进行通信。
可以理解的是，可根据设定区分不同模块的优先级，其中，高优先级的交换模块会将用户设置的信息(例如：端口优先级、VLAN等)同步到低优先级的模块。
需要说明的是，模块优先级的设定方式有很多种，例如，根据用户设定或者按照一定的通信顺序，具体可以根据实际需求或者试验进行设定，在此不作限定。
值得说明的是，在数据通过RJ45网口104进入设备后，能够根据设定好的优先级按指定优先级高的可选路径进行数据通信，并在当部分设备出现故障时有备选的部分来保障通信的继续，从而提升了整个系统的通信稳定性。
作为其中一种可选的实施例，当高优先级的所述Switch芯片10处于故障状态时，启用下一优先级的Switch芯片10，并切换至下一优先级的所述Switch芯片10对应的通信链路进行通信。
可以理解的是，在正常通信过程中，数据传输优先级取高优先级交换模块对应的数据链路进行通信，低优先级的交换模块不进行通信。当高优先级的交换模块出现故障时，则触发低优先级的交换模块启用，数据通信转而向低优先级通信模块及其对应的链路进行通信。
需要说明的是，本实施例所述的通信设备内部设置的冗余备份模块以及通信数据链路，均是可以根据实际需求或试验进行设定的，在此仅为举例说明而不作限定。基于本发明中的实施例，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，例如：具体的冗余备份模块的结构设计、数据链路选择切换方式等，即使与上述实施例略有不同，也都属于本发明保护的范围。
值得说明的是，通过在通信设备内部设计交换冗余模块，并保持不同交换模块之间的通信规则以及用户设置信息为实时同步状态，以在数据通过RJ45网口104进入设备后，能够根据设定好的优先级按指定优先级高的可选路径进行数据通信，并在当高优先级的数据链路或者模块发生故障时，自动切换至较低优先级的数据链路，以保证交换设备的数据传输不中断以及数据通信规则按照已有的设置继续通信，从而进一步提高通信的稳定性和持久性。
参见图2，是本发明一实施例提供的另一种网络通信设备的结构示意图，所述网络通信设备1包括：
接口模块、信号转换模块、若干个MAC芯片101、一组以太网物理层模块；其中，所述以太网物理层模块包括至少两个PHY芯片102，所述信号转换模块包括至少两个网络信号变压器103，所述接口模块包括至少两个RJ45网口104。
任一所述PHY芯片102的一端与每一所述MAC芯片101连接，且任一所述PHY芯片102的另一端与其对应的所述网络信号变压器103的一端连接。
其中，每一所述网络信号变压器103与每一所述RJ45网口104为一一对应关系。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种网络通信设备，通过在通信设备内部设置冗余备份模块，使其在内部通信时有多个可选的通信链路，并在某一模块或链路发生故障时自动切换至另一模块或链路进行通信，进而确保设备本身的部分故障不影响系统的正常通信，提高了通信设备自身的通信可靠性、稳定性和持久性。
作为其中一种可选的实施例，当所述任一所述PHY芯片102的一端与每一所述MAC芯片101连接，且任一所述PHY芯片102的另一端与对应的所述网络信号变压器103的一端连接时，
每一所述MAC芯片101分别集成于所述网络通信设备的不同Switch芯片10中；其中，所述网络通信设备包括若干个Switch芯片10，每一所述网络信号变压器与每一所述PHY芯片102为一一对应关系。
可以理解的是，RJ45网口104、网络信号变压器103、PHY芯片102均为一一对应，通信冗余备份链路是在PHY芯片102与MAC芯片101之间。
作为其中一种可选的实施例，每一所述Switch芯片10具有不同的优先级，所述网络通信设备优先选择高优先级的所述Switch芯片10及其对应的通信链路进行通信。
可以理解的是，不同的MAC芯片之间具有不同的优先级，但用户配置信息会同步，正常情况下优先使用高优先级的MAC芯片进行数据处理和通信，当高优先级MAC芯片出现异常时，数据通信链路切换到低优先级MAC芯片进行数据处理及通信，保障设备接受到的数据能够进行按已有规则继续通信。
作为其中一种可选的实施例，当高优先级的所述Switch芯片10处于故障状态时，启用下一优先级的Switch芯片10，并切换至下一优先级的所述Switch芯片10对应的通信链路进行通信。
另外，需要说明的是，本实施例的网络通信设备的各实施例的相关具体描述和有益效果可以参考上述实施例所述的网络通信设备的各实施例的相关具体描述和有益效果，在此不作赘述。
本发明一实施例提供了一种网络通信方法，应用于上述发明实施例所述的网络通信设备，包括步骤S31：
S31、当正在通信的Switch芯片出现故障时，根据该Switch芯片的预设优先级，启用下一优先级的Switch芯片，并切换至下一优先级的所述Switch芯片对应的通信链路，以使下一优先级的所述Switch芯片根据切换后的通信链路进行通信。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种网络通信方法，通过在通信设备内部设置冗余备份模块，使其在内部通信时有多个可选的通信链路，并在某一模块或链路发生故障时自动切换至另一模块或链路进行通信，进而确保设备本身的部分故障不影响系统的正常通信，提高了通信设备自身的通信可靠性、稳定性和持久性。
作为其中一种可选的实施例，在所述步骤S31中，所述当正在通信的Switch芯片出现故障时，根据该Switch芯片的预设优先级，启用下一优先级的Switch芯片，包括：
S311、当任一所述Switch芯片出现故障时，根据所述Switch芯片的预设优先级，向下一优先级的Switch芯片发送使能触发信号，以启用下一优先级的所述Switch芯片。
另外，需要说明的是，本实施例的网络通信方法的各实施例的相关具体描述和有益效果可以参考上述实施例所述的网络通信设备的各实施例的相关具体描述和有益效果，在此不作赘述。
参见图3，是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。该实施例的电子设备3包括：处理器30、存储器31以及存储在所述存储器31中并可在所述处理器30上运行的计算机程序。所述处理器30执行所述计算机程序时实现上述各个车载氛围灯的控制方法实施例中的步骤。或者，所述处理器30执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器31中，并由所述处理器30执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述电子设备3中的执行过程。
所述电子设备3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述电子设备3可包括，但不仅限于，处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是电子设备的示例，并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述电子设备3还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器30可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器30是所述电子设备3的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备3的各个部分。
所述存储器31可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器30通过运行或执行存储在所述存储器31内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器31内的数据，实现所述电子设备3的各种功能。所述存储器31可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器31可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述电子设备3集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器30执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，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实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。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。
本发明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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述所述的网络通信方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种网络通信设备，其特征在于，包括：
接口模块、信号转换模块、若干个MAC芯片、至少一组以太网物理层模块；其中，每一组所述以太网物理层模块包括至少两个PHY芯片，所述信号转换模块包括至少两个网络信号变压器，所述接口模块包括至少两个RJ45网口；
任一所述网络信号变压器的一端分别与每一组所述以太网物理层模块中的一PHY芯片连接，每一组所述以太网物理层模块中的PHY芯片均连接至同一所述MAC芯片；或，
任一所述PHY芯片的一端与每一所述MAC芯片连接，且任一所述PHY芯片的另一端与其对应的所述网络信号变压器的一端连接；
其中，每一所述网络信号变压器与每一所述RJ45网口为一一对应关系；
当所述任一所述网络信号变压器的一端分别与每一组所述以太网物理层模块中的一PHY芯片连接，每一组所述以太网物理层模块中的PHY芯片均连接至同一所述MAC芯片时，
每一所述MAC芯片和与其连接的所述以太网物理层模块集成于同一Switch芯片中；其中，所述网络通信设备包括若干个Switch芯片，每一所述MAC芯片分别集成于所述网络通信设备的不同Switch芯片中。
2.根据权利要求1所述的网络通信设备，其特征在于，任一所述网络信号变压器的初级绕组与其对应的所述RJ45网口连接，任一所述网络信号变压器的每一次级绕组分别与每一组以太网物理层模块中的一PHY芯片连接。
3.根据权利要求1所述的网络通信设备，其特征在于，当所述任一所述PHY芯片的一端与每一所述MAC芯片连接，且任一所述PHY芯片的另一端与对应的所述网络信号变压器的一端连接时，
每一所述MAC芯片分别集成于所述网络通信设备的不同Switch芯片中；其中，所述网络通信设备包括若干个Switch芯片，每一所述网络信号变压器与每一所述PHY芯片为一一对应关系。
4.根据权利要求1或3所述的网络通信设备，其特征在于，每一所述Switch芯片具有不同的优先级，所述网络通信设备优先选择高优先级的所述Switch芯片及其对应的通信链路进行通信。
5.根据权利要求4所述的网络通信设备，其特征在于，当高优先级的所述Switch芯片处于故障状态时，启用下一优先级的Switch芯片，并切换至下一优先级的所述Switch芯片对应的通信链路进行通信。
6.一种网络通信方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5中任意一项所述的网络通信设备，包括：
当正在通信的Switch芯片出现故障时，根据该Switch芯片的预设优先级，启用下一优先级的Switch芯片，并切换至下一优先级的所述Switch芯片对应的通信链路，以使下一优先级的所述Switch芯片根据切换后的通信链路进行通信。
7.根据权利要求6所述的网络通信方法，其特征在于，所述当正在通信的Switch芯片出现故障时，根据该Switch芯片的预设优先级，启用下一优先级的Switch芯片，包括：
当任一所述Switch芯片出现故障时，根据所述Switch芯片的预设优先级，向下一优先级的Switch芯片发送使能触发信号，以启用下一优先级的所述Switch芯片。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求6至7中任意一项所述的网络通信方法。
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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求6至7中任意一项所述的网络通信方法。
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