CN114501072A - 一种基于rist协议的媒体流传输系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于RIST协议的媒体流传输系统，该系统包括发送装置以及接收装置，所述发送装置以及接收装置之间通过多个传输网络进行连接，发送装置用于获取基于RIST协议的媒体流数据，媒体流数据形成多个带有序号的报文；从多个传输网口中获取多个传输网络的传输条件，传输条件与传输网络对应的丢包率和/或配置的传输码率值相关；基于传输条件从多个传输网口发送报文；接收装置用于从多个传输网口中获取多个传输网络所传输的报文；基于RIST协议及序号将报文进行排序重组，获得重组后的媒体流数据。本申请可以有效利用不同网络环境的传输网络进行传输优化，提高基于RIST协议的媒体流数据的传输速率及传输可靠性，从而实现RIST协议的高码率数据传输。
Description
技术领域
本申请涉及数据传输领域，特别涉及一种基于RIST协议的媒体流传输系统。
背景技术
当前基于互联网以实现音视频媒体流传输的技术中，RIST(可靠的互联网流传输)协议技术同时具备高效性，可靠性，安全性和开放性等优点，逐步成为音视频传输领域的佼佼者。
RIST协议技术的媒体流传输方式通常采用单一网络来进行传输，但单一网络的传输方式因局限于该网络的工作环境，当该网络传输负载量大的情况时，容易出现媒体流的传输速率过低或者媒体流丢包重传频繁等情况，从而造成音视频媒体流传输过程中出现画面卡顿、加载等待时间变长等现象，给用户带来不好的影响。
上述的问题影响了RIST协议技术高码率数据的传输能力，也影响了RIST协议技术的推广和应用。
发明内容
本申请提供一种基于RIST协议的媒体流传输系统，可以提高RIST协议技术的媒体流在复杂环境中的传输速率及传输可靠性。
本申请公开了一种基于RIST协议的媒体流传输系统，包括发送装置以及接收装置，所述发送装置以及接收装置之间通过多个传输网络进行连接，其中，
所述发送装置，用于获取基于RIST协议的媒体流数据，所述媒体流数据形成多个带有序号的报文；
从多个传输网口中获取多个传输网络的传输条件，所述传输条件与所述传输网络对应的丢包率和/或配置的传输码率值相关；
基于所述传输条件从多个所述传输网口发送所述报文；
所述接收装置，用于从多个传输网口中获取多个传输网络所传输的报文；
基于所述RIST协议及所述序号将所述报文进行排序重组，获得重组后的媒体流数据。
在一实施例中，所述传输条件，包括传输网络的传输带宽、丢包率以及工作负载的至少一种。
在一实施例中，基于所述传输条件分配各个所述传输网口相应的负载权值；
根据所述负载权值确定相应的发送剩余值；
在发送所述报文时，根据所述发送剩余值确定所需用到的传输网口。
在一实施例中，所述负载权值与所述传输网口对应的发送剩余值呈正相关；
所述在发送所述报文时，根据所述发送剩余值确定所需用到的传输网口，包括：
根据所述发送剩余值确定当前所述发送剩余值最高的传输网口；
将所述发送剩余值最高的传输网口作为目标传输网口进行报文发送；
将已发送报文的目标传输网口的发送剩余值减少一个单位。
在一实施例中，所述在发送所述报文时，根据所述发送剩余值确定所需用到的传输网口，还包括：
当多个所述传输网口的发送剩余值均为0时，按当前的传输条件及负载权值重置所述发送剩余值。
在一实施例中，所述基于所述RIST协议及所述序号将所述报文进行排序重组，包括：
将接收到的报文按所述序号进行排序得到报文序列；
将确定丢包的报文进行重传等待，并将重传后接收到的报文移入所述报文队列中。
在一实施例中，所述将确定丢失的报文进行重传等待，包括：
确定至少一个丢失报文的序号；
将序号靠前的所述丢失报文作为用于重传的起始报文，将除所述起始报文以外的所述丢失报文的丢失状态作为位掩码；
根据所述起始报文和位掩码生成重传报文进行重传反馈。
在一实施例中，所述将确定丢失的报文进行重传等待，包括：
从丢失报文中确定作为用于重传的起始报文；
确定在所述起始报文的后续序号的丢失报文数量；
当所述丢失报文数量大于或等于预设数量时，根据所述起始报文和丢失报文数量生成重传报文；
对所述起始报文之后的若干连续数量的报文进行重传。
在一实施例中，所述序号为RTP报文头中记录的索引值。
由上可知，本申请的一种基于RIST协议的媒体流传输系统，发送装置将媒体流数据形成基于RIST协议的多个带有序号的报文，通过多个传输网络同时对该媒体流的报文进行传播，接收装置从多个传输网口中获取多个传输网络所传输的报文后，基于RIST协议及序号将报文进行排序重组，获得重组后的媒体流数据。本申请通过多个传输网络实现对基于RIST协议的媒体流数据的传输，并基于传输网络的传输条件对报文进行发送，可以有效利用不同网络环境的传输网络进行传输优化，提高基于RIST协议的媒体流数据的传输速率及传输可靠性，从而实现RIST协议的高码率数据传输。
附图说明
图1为本申请实施例提供的基于RIST协议的媒体流传输系统的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的基于RIST协议的媒体流传输系统的工作时序图。
图3为本申请实施例提供的基于RIST协议的媒体流传输系统的第一应用场景。
图4为本申请实施例提供的基于RIST协议的媒体流传输系统的第二应用场景。
图5为本申请实施例提供的接收装置在报文排序阶段的缓冲结构示意图。
图6为本申请实施例提供的接收装置在报文重传阶段的缓冲结构示意图。
图7为本申请实施例提供的重传报文的部分结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1，图中示出了本申请实施例提供的基于RIST协议的媒体流传输系统的结构。
如图1所示，该基于RIST协议的媒体流传输系统包括发送装置以及接收装置，该发送装置以及接收装置之间通过多个传输网络进行连接。
该发送装置，可以是用于先接收基于RIST协议的媒体流，再将该媒体流进行转发给到接收装置，或者是直接在自身装置中生成基于RIST协议的媒体流，并将该媒体流发送给接收装置，本申请对RIST协议的媒体流的获取方式不限。
该接收装置，可以通过传输网络接收基于该RIST协议的媒体流，并对RIST协议的媒体流进行处理，包括但不限于将其进行解码播放或者是转发，可以理解的，该接收装置可以是终端，也可以是中继装置，本申请不限制其对所接收到的RSIT协议的媒体流数据的处理形式。
该传输网络可以通过云服务器实现，例如通过本地服务商如中国电信、中国移动等的云服务器，该多个传输网络(例如图中的传输网络A-N)可以同时包含相同或者不同的本地服务商所提供的传输网络，其传输网络的数量不限。当然，传输网络不仅限于本地服务商，也可以只通过线束对发送装置及接收装置之间进行连接，其连接方式可以根据实际情况而定。
该传输网络可以通过对应的传输网口(例如图中的传输网口A-N)分别与发送装置与接收装置进行连接，例如采用RJ45、USB或者PCIE等硬件形式实现，也可以采用如WIFI、4/5G等无线网络作为传输网口，该传输网口的构成形式不限。
其中，基于RIST协议的媒体流传输系统中的发送装置以及接收装置，均可以包括处理器以及存储器，该处理器可以通过读取存储器中存储的程序，实现以下步骤：获取基于RIST协议的媒体流数据，所述媒体流数据形成多个带有序号的报文；从多个传输网口中获取多个传输网络的传输条件，所述传输条件与所述传输网络对应的网络负载或传输速率相关；基于所述传输条件从多个所述传输网口发送所述报文。还可以用于实现以下步骤：从多个传输网口中获取多个传输网络所传输的报文；基于所述RIST协议及所述序号将所述报文进行排序重组，获得重组后的媒体流数据。
除此之外，该发送装置以及接收装置，还可以包括如电源、信号输入输出模块、显示器等，还可以采用其他本领域常用的硬件模块，本申请对此不做限定。
请参阅图2，图中示出了本申请实施例提供的基于RIST协议的媒体流传输系统的工作时序。
如图2所示，该基于RIST协议的媒体流传输系统，可以包括以下步骤。
101、发送装置获取基于RIST协议的媒体流数据，媒体流数据形成多个带有序号的报文。
该媒体流数据可以是从发送装置中处理生成，也可以是从网络或者其他设备中获取，具体的获取方式不限。
在一实施例中，该报文的序号为RTP报文头中记录的索引值，该索引值可以是RTP报文头中sequence number区域的值，该sequence number区域中一共使用了16个比特的数字进行记录，索引范围为0-65535，并会随着不同时序的报文记录不同的值用于索引。
采用RTP报文头的索引值作为报文的序号，无需改动RTP报文头的结构即可实现对不同报文的区分，有利于后续的报文重组。
102、发送装置从多个传输网口中获取多个传输网络的传输条件，传输条件与传输网络对应的网络负载或传输速率相关。
其中，传输条件可以是该传输网络对应的传输带宽、丢包率以及工作负载的至少一种。
在一实施例中，该传输带宽，可以有利于判断该传输网络的理论传输速率，从而根据不同的理论传输速率来分配传输的数据量，以平衡各传输网络的传输压力，提升传输可靠性。其中，该传输带宽可以是人工预先进行配置的，也可以自动根据实际网络情况进行配置，本申请对该传输带宽的配置方式不限。
在另一实施例中，若传输带宽一致或相差不大的情况下，也可以通过判断丢包率来确定各个传输网络的传输环境，避免将报文通过丢包率高的传输网络进行传输，以尽量提升媒体流数据的传输可靠性，减少丢包或者长时间无响应的情况。
在再一实施例中，还可以获取当前传输网口的工作负载情况来对数据的传输环境进行判断。例如，若经某一传输网口传输的数据量达到其带宽的80％以上，则延迟以及速率均有可能会受到较大的影响，此时可以将报文通过负载较低的传输网口进行传输，以避免工作负载影响其媒体流数据的传输效果。
可以理解的，实际应用时的网络环境可能会更加复杂，除了只通过一种参数来作为传输条件进行判断以外，还可以同时采用两种或以上的方式来实现传输环境的判断。当然，除了上述几种参数条件，也可以采用其他能用于判断网络环境的参数条件，本申请对此不做限定。
103、基于传输条件从多个传输网口发送报文。
其中，可以根据各个传输网口的传输条件，从而根据该传输条件通过不同的传输网口发送报文。例如，若某一传输网口对应的传输带宽较大，则可以让更多的报文通过该传输网口进行发送，或者某一传输网口的延迟较大，则减少向该传输网口发送报文。
在一实施例中，基于传输条件从多个传输网口发送报文，包括：
基于传输条件分配各个传输网口相应的负载权值；根据负载权值确定相应的发送剩余值；在发送报文时，根据发送剩余值确定所需用到的传输网口。
请结合图3-4，图中示出了本申请实施例提供的基于RIST协议的媒体流传输系统的应用场景。
如图3所示，该应用场景包含有三个传输网口，分别是传输网口A、传输网口B、传输网口C，对应的配置后的传输带宽为100Mbit/S、200Mbit/S以及100Mbit/S。
在发送报文A前，首先把每个传输网口的发送剩余值根据负载权值进行初始化。该负载权值可以根据传输网口当前传输条件进行设定。例如，传输条件可以是当前配置的传输带宽，根据当前配置的传输带宽来初始化负载权值。
其中，该负载权值可以与传输网口对应的发送剩余值呈正相关，该发送剩余值可以是报文的发送次数，例如该传输网口对应的发送剩余值为2，则可以通过该传输网口发送2次报文。并且，该负载权值可以与传输带宽进行关联，例如上述应用场景中，传输网口A：传输网口B：传输网口C的传输带宽为1:2:1，此时三个传输网口(由A到C)的负载权值可以分别为1、2以及1。
当确定负载权值后，可以根据该负载权值确定初始的发送剩余值，例如，在该实施例中，每个传输网口对应的发送剩余值可以与负载权值的数值对应，例如传输网口A的负载权值为1，则该传输网口A的发送剩余值为1。可以理解的，该发送剩余值与负载权值除了等比例相关以外，还可以呈相应的正相关抑或是负相关，以使得发送装置可以根据不同的负载权值来确定其发送剩余值，网络环境越好、配置的传输速率越大的网络网口，可以分配的发送剩余值越高，从而实现传输过程的负载分担，确保报文发送过程的效率及可靠性。
其中，在发送所述报文时，根据所述发送剩余值确定所需用到的传输网口，可以包括：根据发送剩余值确定当前发送剩余值最高的传输网口；将发送剩余值最高的传输网口作为目标传输网口进行报文发送；将已发送报文的目标传输网口的发送剩余值减少一个单位。
如图3所示，当发送报文A时，首先轮询所有的传输网口中发送剩余值最高的传输网口，此时发送剩余值最高的为传输网口B，该传输网口B的发送剩余值为2，此时可以将报文A通过该传输网口B进行发送。以此类推，将报文经发送剩余值最高的传输网口进行传输。
当然，该发送过程也可以根据不同传输网口的发送剩余值的比例高低调整发送频率，发送剩余值高的发送频率高。可以理解的，报文的发送策略可以根据实际情况而定。
如图4所示，当报文A经传输网口B完成发送后，该传输网口B的发送剩余值减少1个单位。
当下一个报文B需要发送时，再轮询所有传输网口，确定发送剩余值最高的传输网口，此时刚好各个传输网口的发送剩余值均为1，可以从排序第一的传输网口也即传输网口A进行发送。发送完成后，该传输网口A的发送剩余值为0，则不再参与下一报文的发送。
以此类推，当所有传输网口的发送剩余值均为0以后，可以根据负载权值进行重置，从而恢复到起始状态。进一步的，重置时可以根据当前的传输条件，对各个传输网口的负载权值也同时进行重置，再根据该负载权值来确定该传输网口对应的发送剩余值。当然也可以根据初始的负载权值进行重置，本申请对重置方式不做限定。
104、接收装置从多个传输网口中获取多个传输网络所传输的报文。
其中，接收装置所获取的报文可以不限先后次序，可以将所接收的报文存储在缓存中，以待排序重组。
105、接收装置基于RIST协议及所述序号将报文进行排序重组，获得重组后的媒体流数据。
其中，该接收装置可以通过所获取的报文中的RTP报文头中的sequence number来确定该报文的序号。通过该序号可以将报文的序号从小到大进行排序重组。
通过将多个报文重组后，接收装置可以将重组后的RIST协议的媒体流进行处理并进行播放，或者作为中继设备传输给到其他装置。
由上可知，本申请的一种基于RIST协议的媒体流传输系统，发送装置将媒体流数据形成基于RIST协议的多个带有序号的报文，通过多个传输网络同时对该媒体流的报文进行传播，接收装置从多个传输网口中获取多个传输网络所传输的报文后，基于RIST协议及序号将报文进行排序重组，获得重组后的媒体流数据。本申请通过多个传输网络实现对基于RIST协议的媒体流数据的传输，并基于传输网络的传输条件对报文进行发送，可以有效利用不同网络环境的传输网络进行传输优化，提高基于RIST协议的媒体流数据的传输速率及传输可靠性，从而实现RIST协议的高码率数据传输。
请参阅5，图中示出了本申请实施例提供的接收装置报文排序阶段的缓冲结构。
如图5所示，该接收装置的缓冲时序过程中可以包括以下执行步骤：将接收到的报文按所述序号进行排序得到报文序列；将确定丢包的报文进行重传等待，并将重传后接收到的报文移入所述报文队列中。
其中，接收装置所接收的报文均可以放置在缓冲器中，并将所接收到的报文按照序号进行排序形成报文序列，接收过程中可以根据报文的序号放入到对应的存储位置。该报文序列中的排序数量可以是在接收报文中的最大报文数量，或者是预设的特定报文数量。可以理解的，该缓冲器的大小可以根据实际需要接收的报文数量来进行确定。
具体的，在该缓冲器对报文进行接收排序的阶段中，该阶段的时长通常可以设置为所有通道RTT(Round Trip Time，往返时间)的最大值，或者最大值的一半。如此可以尽可能确保报文的正常接收，能够避免不同通道延迟而导致的乱序问题。例如，在图5中若接收的报文按接收顺序排列，其序号对应为0-3-2，因存储位置已经提前确定，即使报文并非按顺序接收，但是经过缓冲区重新排序后，报文会被按顺序归置，其接收顺序并不影响对报文的排序效果。
进一步的，该RTT可以通过发送装置与接收装置之间的控制报文所需的往返时间所确定，可以基于该控制报文的往返时间进行动态调整，也可以基于在历史时长中所收发的控制报文中最大的往返时间来确定。
传统报文重传需要发送NACK报文给到发送装置或者是云端，该NACK报文因格式限制，只能上传1个或极少数的需要重传的报文信息，在本申请采用多个传输网口传输报文的过程中，有可能因为不同传输网络的传输环境的不同，造成多个报文需要重传的情况。若采用传统的报文重传方式，当丢失N个报文的情况下，需要回传N个NACK报文请求报文重传，大大影响了重传效率。
请参考图6，图中示出了本申请实施例提供的接收装置报文重传阶段的缓冲结构。
当完成对报文进行接收排序的阶段后，可以进入到针对报文的重传流程的阶段。该阶段中正常接收的报文均已接收完毕，此时可以通过确定已经丢包的报文序号，将丢失的报文进行重传。该重传阶段可以只针对丢失的报文进行重传，从而提高报文的接收与重传的可靠性与效率。
在一实施例中，为了进一步提高重传效率，将确定丢失的报文进行重传等待，包括：确定至少一个丢失报文的序号；将序号靠前的丢失报文作为用于重传的起始报文，将除起始报文以外的丢失报文的丢失状态作为位掩码；根据起始报文和位掩码生成重传报文进行重传反馈。
其中，位掩码中每一位均为对应报文的重传状态，例如位掩码为1001，则可以定义为起始报文的后4个报文中，第1个和第4个报文为需要重传，或者定义为第2个和第3个需要重传。这样就可以在有限的NACK报文大小中回传足够多的重传报文信息。
结合图7所示，该NACK报文包的部分结构中，包括16bit的起始报文以及16bit的位掩码，上述起始报文以及位掩码报文使得NACK报文包可以实现17个连续报文的丢包状态。当然，该位掩码可以表示起始报文后续的0个报文需要重传，或者表示起始报文后续的16个连续报文的丢包状态。
当发送装置接收到该NACK报文包以后，可以利用位掩码来计算确定除了该起始报文以外，其后续16个连续报文是否需要重传，提高了重传报文信息的识别效率。
例如，起始报文是序号为10000的报文，若NACK报文大小为32bit，起始报文占用16bit，则可以用后续的16bit作为位掩码进行传输，使得发送装置或者云端可以通过32bit的NACK报文得知17个连续报文的丢包状态，相对于传统的只能获知1个报文重传信息的重传方式。可以大大提高重传的传输效率。当然，除了16bit的位掩码长度，还可以设置少于或大于16bit的位掩码长度，该位掩码的长度可以根据实际报文结构以及需求而定，本申请对此不做限定。
在另一实施例中，该将确定丢失的报文进行重传等待，还可以包括：从丢失报文中确定作为用于重传的起始报文；确定在起始报文的后续序号的丢失报文数量；当丢失报文数量大于或等于预设数量时，根据起始报文和丢失报文数量生成重传报文；对起始报文之后的若干连续数量的报文进行重传。
其中，若丢失报文的数量较大，例如因传输网络断开出现连续多个报文丢失的情况，可以先确定起始报文后续的丢失报文数量，若达到一定数量时，可以根据丢失报文数量生成重传报文。其中，该数量可以根据实际需要进行设定，例如是16个或以上，以和上一实施例进行组合使用。
例如，起始报文是序号为10000的报文，若NACK报文大小为32bit，起始报文占用16bit，则可以用后续的16bit作为N个丢失报文数量进行传输，使得发送装置或者云端可以通过32bit的NACK报文得知N个连续报文的重传状态，并同时对这N个连续报文进行重传。上述方式可以只通过一个NACK报文即可获知N个连续报文的重传状态，相对于传统的只能获知1个报文重传信息的重传方式。可以大大提高重传的传输效率。
上述两种重传报文的结构方式可以根据实际重传需求情况而进行选用，接收装置可以选择或者组合上述两种方式实现报文的重传。
上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于，包括发送装置以及接收装置，所述发送装置以及接收装置之间通过多个传输网络进行连接，其中，
所述发送装置，用于获取基于RIST协议的媒体流数据，所述媒体流数据形成多个带有序号的报文；
从多个传输网口中获取多个传输网络的传输条件，所述传输条件与所述传输网络对应的丢包率和/或配置的传输码率值相关；
基于所述传输条件从多个所述传输网口发送所述报文；
所述接收装置，用于从多个传输网口中获取多个传输网络所传输的报文；
基于所述RIST协议及所述序号将所述报文进行排序重组，获得重组后的媒体流数据。
2.如权利要求1所述的基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于，所述传输条件，包括传输网络的传输带宽、丢包率以及工作负载的至少一种。
3.如权利要求1所述的基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于，所述基于所述传输条件从多个所述传输网口发送所述报文，包括：
基于所述传输条件分配各个所述传输网口相应的负载权值；
根据所述负载权值确定相应的发送剩余值；
在发送所述报文时，根据所述发送剩余值确定所需用到的传输网口。
4.如权利要求3所述的基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于：
所述负载权值与所述传输网口对应的发送剩余值呈正相关；
所述在发送所述报文时，根据所述发送剩余值确定所需用到的传输网口，包括：
根据所述发送剩余值确定当前所述发送剩余值最高的传输网口；
将所述发送剩余值最高的传输网口作为目标传输网口进行报文发送；
将已发送报文的目标传输网口的发送剩余值减少一个单位。
5.如权利要求4所述的基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于：
所述在发送所述报文时，根据所述发送剩余值确定所需用到的传输网口，还包括：
当多个所述传输网口的发送剩余值均为0时，按当前的传输条件及负载权值重置所述发送剩余值。
6.如权利要求3所述的基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于：
所述传输条件为传输带宽；
所述基于所述传输条件分配各个所述传输网口相应的负载权值，包括：
确定各所述传输网口中的传输带宽在多个所述传输网口的总传输带宽中的占比；
根据所述占比获得各所述传输网口相应的负载权值。
7.如权利要求1所述的基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于，所述基于所述RIST协议及所述序号将所述报文进行排序重组，包括：
将接收到的报文按所述序号进行排序得到报文序列；
将确定丢包的报文进行重传等待，并将重传后接收到的报文移入所述报文队列中。
8.如权利要求6所述的基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于，所述将确定丢失的报文进行重传等待，包括：
确定至少一个丢失报文的序号；
将序号靠前的所述丢失报文作为用于重传的起始报文，将除所述起始报文以外的所述丢失报文的丢失状态作为位掩码；
根据所述起始报文和位掩码生成重传报文进行重传反馈。
9.如权利要求7所述的基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于，所述将确定丢失的报文进行重传等待，包括：
从丢失报文中确定作为用于重传的起始报文；
确定在所述起始报文的后续序号的丢失报文数量；
当所述丢失报文数量大于或等于预设数量时，根据所述起始报文和丢失报文数量生成重传报文；
对所述起始报文之后的若干连续数量的报文进行重传。
10.如权利要求1-9任意一项所述的基于RIST协议的媒体流传输系统，其特征在于，所述序号为RTP报文头中记录的索引值。
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