CN116405431A - 一种数据处理方法、网络节点和计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种数据处理方法、网络节点和计算机可读存储介质。本发明中，该数据处理方法应用于转发路径中的头节点，包括：获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识；路径标识由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成，且路径标识供转发路径中非头节点的节点根据路径标识进行流量管理；将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文发送出去。能够使得转发路径中非头节点的节点获取数据流的路径标识，进而能够对数据流进行基于路径标识的处理。

Description

一种数据处理方法、网络节点和计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种数据处理方法、网络节点和计算机可读存储介质。
背景技术
SRv6(Segment Routing IPv6)是基于IPv6转发平面的段路由技术，在近年来受到通信技术领域越来越多的关注，被定位是软件定义网络(Software Defined Network，简称“SDN”)部署的重要技术之一。在SRv6转发架构中，在用户提交如低时延、高带宽等业务需求后，控制器根据网络中各个网元、链路域的运行情况提前计算出一条转发路径，当数据进入SRv6转发域时，将根据数据的转发路径提前计算出的段路由标识(Segment Routing ID，简称“SID”)列表封装在数据中，用于逐跳指导报文转发。
SRv6转发域中的节点分为头节点、端节点和尾节点，头节点能够获取转发路径的ID信息，可以对数据进行流量统计等基于数据转发路径的ID信息才能够进行的处理。但是端节点和尾节点只能获取SID列表信息，而不能获取转发路径的ID信息。且SID列表的栈深不确定，因而无法以SID列表代替转发路径的ID信息用于指示某条转发路径。
因此，SRv6转发域中的端节点以及尾节点，无法实现基于路径处理数据的相关功能，这给网络运维带来了极大的不便。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种数据处理方法、网络节点和计算机可读存储介质，用以使转发路径中非头节点的节点获取数据流的路径标识，进而能够对数据流进行基于路径标识的处理。
为了解决上述问题，本发明的实施方式提供了一种应用于转发路径中的头节点的数据处理方法，包括：获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识；路径标识由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成，且路径标识供转发路径中非头节点的节点根据路径标识进行流量管理；将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文发送出去。
为了解决上述问题，本发明的实施方式提供了一种应用于转发路径中中间节点的数据处理方法，包括：接收上游节点发送的数据流报文；其中，数据流报文携带转发路径的路径节点序列和路径标识；根据数据流报文的路径标识进行流量管理；根据路径节点序列识别数据流报文的转发路径的下游节点，并更新数据流报文中的路径节点序列；将更新后的数据流报文发送至下游节点。
为了解决上述问题，本发明的实施方式提供了一种网络节点，网络节点为转发路径中的头节点，包括：路径信息获取模块，用于获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识；路径标识由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成，且路径标识供转发路径中非头节点的节点根据路径标识进行流量管理；报文封装模块，用于将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文发送出去。
为了解决上述问题，本发明的实施方式提供了一种网络节点，网络节点为转发路径中的中间节点，包括：报文接收模块，用于接收上游节点发送的数据流报文；其中，数据流报文携带转发路径的路径节点序列和路径标识；执行模块，用于根据数据流报文的路径标识进行流量管理；更新模块，用于根据路径节点序列识别数据流报文的转发路径的下游节点，并更新数据流报文中的路径节点序列；报文发送模块，用于将更新后的数据流报文发送至下游节点。
本发明的实施方式还提供了一种网络节点，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的应用于转发路径中的头节点的数据处理方法，或执行上述的应用于转发路径中的中间节点的数据处理方法。
本发明的实施方式还提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现上述的应用于转发路径中的头节点的数据处理方法，或实现上述的应用于转发路径中的中间节点的数据处理方法。
在本发明的实施方式中，转发路径中的头节点获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识。其中路径标识由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成，且路径标识能够供转发路径中非头节点的节点根据路径标识进行流量管理。头节点进而将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文发送出去。使得转发路径中非头节点的节点在接收到数据流报文时，能够获取报文中封装的数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识，进而能够对数据流进行基于路径标识的处理，并基于路径节点序列按照正确转发路径将数据流报文继续向前发送。
附图说明
一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本发明一实施方式中的应用于转发路径中的头节点的数据处理方法流程图；
图2是一种数据流报文传输路径的场景示意图；
图3是根据本发明一实施方式中的数据流报文的SRH头部格式示意图；
图4是根据本发明一实施方式中的数据流报文的IPv6头部格式示意图；
图5是一种应用传统方法对数据流进行处理并对数据流报文进行转发的示意图；
图6是根据本发明一实施方式中的对数据流进行处理并对数据流报文进行转发的示意图；
图7是根据本发明一实施方式中的应用于转发路径中非头节点的节点的数据处理方法流程图；
图8是根据本发明一实施方式中的网络节点的结构示意图；
图9是根据本发明另一实施方式中的网络节点的结构示意图；
图10是根据本发明又一实施方式中的网络节点的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。以下各个实施方式的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施方式在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本发明的一实施方式涉及一种应用于转发路径中的头节点的数据处理方法，具体流程如图1所示。
在本实施方式中，该数据处理方法，包括：获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识；路径标识由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成，且路径标识供转发路径中非头节点的节点根据路径标识进行流量管理；将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文发送出去。
本发明的发明人发现，在如图2所示的报文转发路径场景中，由于路径一(节点1、节点2和节点3依次连接组成的传输路径)和路径二(节点1、节点2、节点3和节点4依次连接组成的传输路径)均经过节点2，而节点2难以根据报文中已有的信息确定接收的数据流报文的传输路径，因此节点2对按照不同传输路径传输的数据流报文进行流量统计等处理时，可能会由于混乱而出错。因此本发明的发明人提出了本实施方式涉及的数据处理方法。
下面对本实施方式中的数据处理方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解本方案的实现细节，并非实施本方案的必须。具体流程如图1所示，可包括如下步骤：
步骤101，获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识；路径标识由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成，且路径标识供转发路径中非头节点的节点根据路径标识进行流量管理；
在本步骤中，转发路径中的头节点获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识。数据流的转发路径一般由网络控制器根据数据流的业务需求为数据流计算生成。路径节点序列为将数据流的转发路径上的每一个节点的标识信息整合形成的序列。其中，涉及的每一个节点的标识信息可以是节点的SID。本步骤中涉及的流量管理可以包括流量统计、流量限速以及基于路径标识能够对数据流进行的其他处理。
路径标识用于唯一确定数据流报文的具体转发路径，供转发域内的节点根据该转发路径对数据流进行相关处理。路径标识可以由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成。在路径标识由网络控制器生成并下发给头节点的情况下，网络控制器能够根据为数据流计算得到的转发路径为该数据流生成路径标识，能够保证路径标识在转发域内的唯一性，避免同一路径标识分配给不同转发路径而导致的混乱，且避免节点由于转发路径混乱导致的流量统计等错误。
在一个例子中，在路径标识由头节点生成的情况下，获取数据流的路径标识可以包括：根据数据流的转发路径，在头节点对应的路径标识列表中选取数据流的转发路径的路径标识；其中，头节点对应的路径标识列表不同于其他头节点对应的路径标识列表，转发路径的路径标识不同于其他转发路径的路径标识。在本例中，头节点在对应的路径标识列表中为数据流选取转发路径的路径标识。能够避免不同头节点为不同路径分配同一路径标识，而导致非头节点的节点无法进行流量统计等处理。
步骤102，将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文发送出去。
在本步骤中，转发路径中的头节点将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文按照数据流的转发路径向下一节点发送。使得转发路径中非头节点的节点，在接收到该数据流报文时，能够获取报文中封装的数据以及转发路径的路径节点序列和路径标识，进而能够对数据进行基于路径标识的处理，且能够将数据流继续向前发送。
在一个例子中，数据流报文包括IPv6头部和SRH头部，且路径节点序列封装在数据流报文的SRH头部中；路径标识封装在数据流报文的IPv6头部的预设空余字段中或SRH头部的预设空余字段中；或者，路径标识封装在数据流报文的SRH头部中，且路径标识的封装格式与路径节点序列的封装格式相同。
在本例中，在路径标识封装在数据流报文的SRH头部中的情况下，涉及的SRH头部格式可以如图3所示。路径标识的封装格式与路径节点序列的封装格式相同，此处涉及的路径节点序列的封装格式可以参见图3中示出的SID[0]或SID[n]的封装格式，长度可以设置为128比特。这种对路径标识的封装方式能够使得路径标识所占用的比特可以在路径节点序列需要扩展的情况下，用于存放增加的路径中的节点的标识信息。能够提高数据流报文封装格式的灵活性。
在本例中，在将路径标识封装在数据流报文的IPv6头部的预设空余字段中或SRH头部的预设空余字段中的情况下，涉及的IPv6头部格式可以如图4所示，涉及的SRH头部格式也可以参见图3。相比上述路径标识的封装方式，封装在数据流报文的预设空余字段，即已有字段中的封装方式，能够减少报文封装开销，且减少网络宽带消耗。
本例中涉及的IPv6头部的预设空余字段可以包括：IPv6头部的流标签(FlowLabel)字段(请参见图4)；SRH头部的预设空余字段可以包括：SRH头部的tag字段(请参见图3)。
在另一个例子中，还可以将数据流报文的SRH头部的Flags字段作为标志位，用于指示数据流报文中是否封装有路径标识。本例涉及的标志位字段请参见图3中的Flags字段。本例中设置的标志位不会对报文封装增加额外的报文封装开销，且能够使得转发路径中非头节点的节点，能够根据该标志位是否置位确定数据流报文中是否封装有路径标识。
在SRV6转发域中，应用传统方法对数据流进行处理并对数据流报文进行转发的示意图如图5所示。可以看出节点2和节点3虽然能够进行报文转发，但是由于报文中不包含能够唯一确定路径的相关信息，因而节点2和节点3难以对传输的数据流进行流量统计等处理。
按照本实施方式提供的数据处理方法对数据流进行处理并对数据流报文进行转发的示意图如图6所示。图6中示出的数据流报文的传输路径与图5中相同。可以看出，图6中在传输路径中进行传输的报文中相比传统的数据处理方法，多了能够表征数据流传输路径的路径标识信息、以及能够表征数据流报文中是否封装有路径标识的标志位。
在本实施方式中，转发路径中的头节点获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识。其中路径标识由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成，且路径标识能够供转发路径中非头节点的节点根据路径标识进行流量管理。头节点进而将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文发送出去。使得转发路径中非头节点的节点在接收到数据流报文时，能够获取报文中封装的数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识，进而能够对数据流进行基于路径标识的处理，并基于路径节点序列按照正确转发路径将数据流报文继续向前发送。
本发明的另一实施方式涉及一种应用于转发路径中的中间节点的数据处理方法。
在本实施方式中，该数据处理方法，包括：接收上游节点发送的数据流报文；其中，数据流报文携带转发路径的路径节点序列和路径标识；根据数据流报文的路径标识进行流量管理；根据路径节点序列识别数据流报文的转发路径的下游节点，并更新数据流报文中的路径节点序列；将更新后的数据流报文发送至下游节点。
下面对本实施方式中的数据处理方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解本方案的实现细节，并非实施本方案的必须。具体流程如图7所示，可包括如下步骤：
步骤201，接收上游节点发送的数据流报文；其中，数据流报文携带转发路径的路径节点序列和路径标识。
在本步骤中，中间节点接收转发路径中的上游节点发送的、携带有转发路径的路径节点序列和路径标识的数据流报文。因而中间节点能够在接收到此类数据流报文时，解析出数据流，以及最初由头节点封装在数据流报文中的，用于逐跳指导报文转发的数据流的转发路径的路径节点序列，以及用于唯一确定数据流报文转发路径的路径标识。
在一个例子中，头节点在封装数据流报文时，在报文中选取一标志位用于指示数据流报文中是否封装有路径标识。在本例中，中间节点可以在数据流报文中解析出用于指示数据流报文中是否封装有路径标识的标志位；在标志位置位的情况下，在数据流报文中解析出数据流的转发路径的路径标识。
步骤202，根据数据流报文的路径标识进行流量管理。
在本步骤中，中间节点基于数据流报文中的数据流的转发路径的路径标识进行流量管理。由于数据流的转发路径的路径节点序列无法唯一确定具体的转发路径，因此中间节点只有获取转发路径的路径标识才能够确定数据流报文的转发路径，并进行流量管理。此处涉及的流量管理可以包括以下至少其中之一：流量统计、流量限速以及基于路径标识能够对数据流进行的其他处理。
步骤203，根据路径节点序列识别转发路径的下游节点，并更新数据流报文中的路径节点序列。
在本步骤中，中间节点根据路径节点序列能够识别数据流报文的转发路径的下游节点，以实现将数据流报文按照正确的转发路径进行转发。转发路径中的中间节点进一步地将数据流报文中的路径节点序列进行更新，具体可以是将报文所在的中间节点的标识在路径节点序列中删除。
步骤204，将更新后的数据流报文发送至下游节点。
本步骤中涉及的更新后的数据流报文实际上也可以理解为是由中间节点进行了重新封装的数据流报文。在本步骤中，中间节点将数据流报文按照预设的转发路径继续进行转发。
在本实施方式中，转发路径中的中间节点首先接收上游节点发送的、携带转发路径的路径节点序列和路径标识的数据流报文。进而中间节点能够根据数据流报文中的路径标识进行流量管理。还能够根据路径节点序列识别数据流报文的转发路径的下游节点，将更新后的数据流报文按照该数据流的正确转发路径发送至该下游节点。
本发明的另一实施方式涉及一种网络节点，为转发路径中的头节点，结构示意图如图8所示，包括：
路径信息获取模块301，用于获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识；路径标识由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成，且路径标识供转发路径中非头节点的节点根据路径标识进行流量管理；
报文封装模块302，用于将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文发送出去。
本实施方式提供的网络节点能够获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识。其中路径标识由网络控制器生成并下发给头节点或者由头节点生成，且路径标识能够供转发路径中非头节点的节点根据路径标识进行流量管理。头节点进而将数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将数据流报文发送出去。使得转发路径中非头节点的节点在接收到数据流报文时，能够获取报文中封装的数据流、转发路径的路径节点序列和路径标识，进而能够对数据流进行基于路径标识的处理，并基于路径节点序列按照正确转发路径将数据流报文继续向前发送。
本发明的另一实施方式涉及一种网络节点，为转发路径中的中间节点，结构示意图如图9所示，包括：
报文接收模块401，用于接收上游节点发送的数据流报文；其中，数据流报文携带转发路径的路径节点序列和路径标识；
执行模块402，用于根据数据流报文的路径标识进行流量管理；
更新模块403，用于根据路径节点序列识别转发路径的下游节点，并更新数据流报文中的路径节点序列；
报文发送模块404，用于将更新后的数据流报文发送至下游节点。
本实施方式提供的网络节点能够接收上游节点发送的、携带转发路径的路径节点序列和路径标识的数据流报文。进而中间节点能够根据数据流报文中的路径标识进行流量管理。还能够根据路径节点序列识别数据流报文的转发路径的下游节点，将更新后的数据流报文按照该数据流的正确转发路径发送至该下游节点。
上述设置在转发路径中的头节点中的路径标识装置中涉及的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此处并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明上述路径标识装置中不存在其它的单元。
本发明的实施方式还提供一种网络节点，如图10所示，包括至少一个处理器501；以及，与至少一个处理器501通信连接的存储器502；其中，存储器502存储有可被至少一个处理器501执行的指令，指令被至少一个处理器501执行，以使至少一个处理器501能够执行上述的应用于转发路径中的头节点的数据处理方法，或执行上述的应用于转发路径中非头节点的节点的数据处理方法。
其中，存储器502和处理器501采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器501和存储器502的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器501处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器501。
处理器501负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器502可以被用于存储处理器501在执行操作时所使用的数据。
上述产品可执行本发明实施方式所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在本实施方式中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施方式所提供的方法。
本发明的实施方式还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述的应用于转发路径中的头节点的数据处理方法，或实现上述的应用于转发路径中非头节点的节点的数据处理方法。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
上述实施方式是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员可以在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施方式做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施方式所限，而应该符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种数据处理方法，其特征在于，应用于转发路径中的头节点，所述方法包括：
获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识；所述路径标识由网络控制器生成并下发给所述头节点或者由所述头节点生成，且所述路径标识供所述转发路径中非头节点的节点根据所述路径标识进行流量管理；
将所述数据流、所述转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将所述数据流报文发送出去。
2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述数据流报文包括IPv6头部和SRH头部，且所述路径节点序列封装在所述数据流报文的SRH头部中；
所述路径标识封装在所述数据流报文的IPv6头部的预设空余字段中或SRH头部的预设空余字段中；
或者，所述路径标识封装在所述数据流报文的SRH头部中，且所述路径标识的封装格式与所述路径节点序列的封装格式相同。
3.根据权利要求2所述的数据处理方法，其特征在于，所述IPv6头部的预设空余字段包括：所述IPv6头部的Flow Label字段；所述SRH头部的预设空余字段包括：所述SRH头部的tag字段。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数据处理方法，其特征在于，所述数据流报文的SRH头部的Flags字段作为标志位，用于指示所述数据流报文中是否封装有路径标识。
5.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，在所述路径标识由所述头节点生成的情况下，所述获取数据流的路径标识包括：
根据所述数据流的转发路径，在所述头节点对应的路径标识列表中选取所述数据流的转发路径的路径标识；其中，所述头节点对应的路径标识列表不同于其他头节点对应的路径标识列表，所述转发路径的路径标识不同于其他转发路径的路径标识。
6.一种数据处理方法，其特征在于，应用于转发路径中的中间节点，所述方法包括：
接收上游节点发送的数据流报文；其中，所述数据流报文携带转发路径的路径节点序列和路径标识；
根据所述数据流报文的所述路径标识进行流量管理；
根据所述路径节点序列识别所述转发路径的下游节点，并更新所述数据流报文中的所述路径节点序列；
将更新后的所述数据流报文发送至所述下游节点。
7.一种网络节点，其特征在于，所述网络节点为转发路径中的头节点，包括：
路径信息获取模块，用于获取数据流的转发路径的路径节点序列和路径标识；所述路径标识由网络控制器生成并下发给所述头节点或者由所述头节点生成，且所述路径标识供所述转发路径中非头节点的节点根据所述路径标识进行流量管理；
报文封装模块，用于将所述数据流、所述转发路径的路径节点序列和路径标识封装成数据流报文，并将所述数据流报文发送出去。
8.一种网络节点，其特征在于，所述网络节点为转发路径中的中间节点，包括：
报文接收模块，用于接收上游节点发送的数据流报文；其中，所述数据流报文携带转发路径的路径节点序列和路径标识；
执行模块，用于根据所述数据流报文的所述路径标识进行流量管理；
更新模块，用于根据所述路径节点序列识别所述转发路径的下游节点，并更新所述数据流报文中的所述路径节点序列；
报文发送模块，用于将更新后的所述数据流报文发送至所述下游节点。
9.一种网络节点，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至5中任一项所述的数据处理方法，或执行如权利要求6所述的数据处理方法。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的数据处理方法，或实现如权利要求6所述的数据处理方法。
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