ES2293257T3 - Procedimiento para analizar peticiones de usuario. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para analizar peticiones de usuario, aplicable a una red que comprende por lo menos un DNS y un redireccionador de petición, el procedimiento comprendiendo que: el DNS analiza la petición de usuario procedente de un terminal de usuario hasta la capa de protocolo de Internet (IP), obteniendo una dirección IP del terminal de usuario; y asigna un redireccionador de petición seleccionado para la petición de usuario (4); dicho redireccionador de petición seleccionado implementa un análisis de capa de contenido para la petición de usuario recibida y obtiene información sobre el contenido solicitado; y dicho redireccionador de petición seleccionado asigna un servidor para proporcionar el contenido que requiere el terminal de usuario para la petición de usuario según la información sobre el contenido solicitado (7).

Description

Procedimiento para analizar peticiones de usuario.
Campo de la técnica
La presente invención se refiere a tecnología de análisis de datos, más específicamente a un procedimiento para analizar peticiones de usuario.
Antecedentes de la invención
La red de entrega de contenidos (CDN) es una tecnología desarrollada para mejorar la calidad de servicio de Internet, la cual proporciona una solución técnica global a la influencia sobre el acceso de usuario que produce una anchura de banda limitada, un gran volumen de accesos de usuario y una distribución desequilibrada de sitios web, por medio de la implementación de acceso de usuario a sitios web cercanos y la distribución inteligente del tráfico de red. Como se muestra en la figura 1, la CDN comprende de forma general tres tipos de dispositivos: el servidor de borde (ES) distribuido sobre el borde de la red, la instalación central de entrega de contenido que transfiere contenidos al ES, y el sistema de encaminamiento de petición de usuario. El fundamento del CDN es: impulsar los contenidos de un sitio de una Internet existente desde el eje troncal de la red hasta el "borde" de la red más cercano al usuario, es decir el CDN puede entregar por adelantado la información del sitio web de un proveedor de contenido de Internet (ICP) a los dispositivos de borde de la red, por ejemplo, entregar la información a un ES, logrando que los usuarios obtengan una respuesta de alta velocidad desde un dispositivo de borde cercano cuando acceden a un sitio, para reducir factores como el retardo de transmisión y la inestabilidad de flujo de red que tienen influencia en el acceso, y proporcionar a los usuarios servicios regulados y de alta calidad de forma que puedan obtener la información necesaria a la mayor velocidad desde el sitio más cercano. El CDN mitiga en gran medida la congestión del tráfico en Internet, haciendo que los sitios puedan proporcionar servicios de contenido con un enorme consumo de datos, como programas de vídeo, audio bajo demanda etcétera; y al mismo tiempo, mejora la fiabilidad de servicios tales como comercio en línea y banca en red.
En los tres tipos de dispositivos implicados en el CDN, la función del sistema de encaminamiento de petición de usuario es: cuando se recibe una petición de contenido procedente de un usuario, el sistema de encaminamiento de petición de usuario selecciona el ES más apropiado distribuido en el borde de la red, y da instrucciones al ES para proporcionar el contenido al usuario. En general, tomando a Internet como ejemplo, la información transferida por el usuario comprende la información de red del usuario y la información de petición de contenido del usuario, donde la información de red comprende la dirección IP de origen, la dirección IP de destino, el puerto ocupado por el servicio solicitado por el usuario, etcétera, y la información de petición de contenido comprende una cadena de caracteres de localizador uniforme de recursos (URL).
La solicitud de patente de Estados Unidos número 2003/061304 A1, titulada "method and apparatus for discovering client proximity using in-line translations", describe un procedimiento para determinar una localización temporalmente óptima para un cliente basándose en medidas de proximidad sobre conexiones establecidas que son resultado de solicitudes de contenido. Y solicitud de patente de Estados Unidos número 2002/007404 A1, describe un sistema para acumular recursos de red en un servidor intermedio situado de forma topológica entre un cliente y un servidor en una red.
Los sistemas de encaminamiento de petición de usuario existentes presentan diferentes granularidades de análisis para solicitudes de usuario diferentes, y se adoptan usualmente dos procedimientos:
Un procedimiento es: analizar la petición de usuario hasta la tercera capa del protocolo ISO de red, es decir identificar solamente la información de red del usuario, analizar para obtener la dirección IP del usuario por medio de un servidor de nombre de dominio (DNS), y encontrar un ES apropiado según la dirección IP del usuario según una cierta regla, por ejemplo round-robin. Sin embargo, este procedimiento puede obtener solamente la información de red del usuario, por tanto la información que se obtiene es relativamente limitada, lo cual conduce a algunos problemas en la asignación consiguiente del ES, por ejemplo, y el ES asignado puede no disponer del contenido solicitado por el usuario.
El otro procedimiento es: analizar la petición de usuario hasta un grado de "contenido", es decir analizar la cadena de caracteres de URL. De esta forma, se puede conocer no solamente la dirección IP del usuario, sino también el fichero al cual quiere acceder el usuario, es decir, se realiza la identificación de la séptima capa (L7). Sin embargo, esta granularidad de análisis depende normalmente de los servicios que se proporcionan, por ejemplo, cuando un usuario desea un servicio de vídeo bajo demanda, después de que se ha aceptado la petición, el usuario se encontrará en estado de atención al programa con pocas peticiones de acceso transferidas, de forma que es posible para el sistema de encaminamiento de petición de usuario analizar la petición de usuario hasta la séptima capa, haciendo de esta forma más efectivo el encaminamiento de las peticiones de usuario entre servidores. Cuando un usuario desea acceder a contenidos web, sin embargo, si el sistema de encaminamiento de petición de usuario analiza la petición de usuario hasta la séptima capa, la carga de trabajo del sistema de encaminamiento de petición de usuario aumentará en gran medida debido a la gran cantidad de peticiones de acceso.
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Es obvio que, cuando una red requiere un análisis preciso de las peticiones de contenido y existe una gran cantidad de dichas peticiones de usuario, se producirá una gran carga de trabajo sobre el sistema de encaminamiento de petición de usuario y aparecerán serios problemas en los dos procedimientos que se han descrito. Por un lado, analizar las peticiones de usuario solamente hasta la capa de red no es suficientemente exhaustivo, lo cual afecta a la exactitud de la asignación consiguiente del ES; por otro lado, analizar todas las peticiones de usuario hasta el nivel de contenido conlleva una gran carga de trabajo para el sistema de encaminamiento de petición de usuario. Por tanto, el análisis un modo único de las peticiones de usuario no puede hacer frente a este dilema.
Resumen de la invención
En vistas a lo anterior, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para analizar peticiones de usuario, que puede realizar un análisis preciso del contenido mientras gestiona un volumen relativamente elevado de accesos.
La presente invención adopta un procedimiento para analizar la peticiones de usuario, implementando análisis de capa de IP de una petición de usuario a través de DNS, e implementando análisis de contenido a través de un redireccionador de petición. Este procedimiento de análisis comprende que:
en primer lugar el DNS analiza la petición de usuario procedente de un terminal de usuario hasta la capa de IP, obteniendo una dirección de IP del terminal de usuario; y asigna para la petición de usuario un redireccionador de petición seleccionado;
dicho redireccionador de solicitud seleccionado implementa análisis de capa de contenido para la petición de usuario recibida y obtiene información sobre un contenido solicitado; y
dicho redireccionador de petición seleccionado, localiza un servidor que proporciona el contenido que necesita el terminal de usuario para la petición de usuario según la información sobre el contenido solicitado.
Después de que el DNS asigna el redireccionador de petición para la petición de usuario, el procedimiento comprende además que: dicho DNS devuelve al terminal de usuario la dirección IP del redireccionador de solicitud seleccionado; y el terminal de usuario envía la petición de usuario a analizar al redireccionador de solicitud seleccionado según la dirección IP devuelta.
El procedimiento comprende además que: dicho redireccionador de solicitud seleccionado devuelve al terminal de usuario la dirección IP del servidor localizado; el terminal de usuario accede al servidor localizado según la dirección IP devuelta por el redireccionador de solicitud seleccionado; y el servidor proporciona el contenido solicitado al terminal de usuario.
El procedimiento proporciona además que: después de analizar la petición de usuario en la capa IP para obtener una dirección IP del terminal de usuario, el DNS juzga si el contenido al que desea acceder el usuario es un contenido web; si es así, localiza para la petición de usuario un servidor que puede proporcionar el contenido web; en otro caso, asigna para la petición de usuario actual el redireccionador de solicitud seleccionado.
El procedimiento comprende además que: el DNS selecciona el redireccionador de petición a asignar para la petición de usuario actual mediante un mecanismo de round-robin. Y dicho procedimiento de seleccionar el redireccionador de petición comprende además:
a1.
configurar una variable de identificación X para cada registro de dirección IP en una base de datos para indicar el estado de análisis de cada registro de dirección IP, y reiniciar inicialmente las variables de identificación X correspondientes a todos los registros, donde dicho registro de dirección IP comprende un nombre de dominio y la dirección IP del redireccionador de petición que corresponde al nombre de dominio;
a2.
según el resultado del análisis, encontrar en la base de datos todos los registros con el mismo nombre de dominio que el de la petición de usuario actual, y obtener uno de los registros de dirección IP en orden;
a3.
juzgar si la variable de identificación correspondiente X del registro de dirección IP obtenido se encuentra reiniciada; si es así, devolver al terminal de usuario la dirección IP del redireccionador de solicitud de este registro, establecer la variable de identificación X correspondiente a este registro, y terminar el procedimiento de selección; si no es así, proceder con la etapa a4; y
a4.
juzgar si todavía quedan registros; si es así, obtener el siguiente registro en orden y volver a la etapa a3; en otro caso, reiniciar las variables de identificación X correspondientes a todos los registros de dirección IP encontrados en la etapa a2, y volver a la etapa a3.
Aquí, el número de DNS y de redireccionadores de solicitud no se encuentra fijado, pudiendo ser uno o más. Además, cuando el DNS determina que el usuario desea acceder a contenido web, el DNS puede directamente asignar para la petición de usuario un servidor que puede proporcionar el contenido web, reduciéndose de esta forma la presión sobre el redireccionador de petición.
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Según el procedimiento de la presente invención para analizar peticiones de usuario, el DNS no solamente analizará peticiones para obtener nombres de dominio, es decir realizar análisis de las peticiones de gran granularidad, por medio de los cuales las peticiones de usuario se distribuyen a cada redireccionador de petición a través de ciertos medios, como por encuesta, y más específicamente por round-robin, y las peticiones de usuario se analizarán hasta el contenido por parte de cada redireccionador de petición. De esta forma, los accesos de usuario se equilibrarán hasta cierto alcance por parte del DNS mientras que el volumen de accesos de cada redireccionador de petición no será muy grande de forma que se hace posible la identificación a nivel de contenido. Por tanto, este análisis en modo compuesto de las peticiones de usuario puede no solamente proteger la inversión de los dispositivos existentes, sino también adaptarse a arquitecturas de red estratificadas y escalonadas. Puesto que las diferentes operaciones de procesado se realizan en conexión con diferentes servicios con las peticiones de contenidos web separadas por adelantado, se asegura la estabilidad del sistema y la precisión de la asignación.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra la arquitectura de red de un CDN según la técnica anterior;
la figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra el fundamento del esquema técnico según una realización de la presente invención;
la figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra el procedimiento de operación según una realización de la presente invención;
la figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento de operación del DNS para asignar un redireccionador de petición para una petición de usuario según una realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La idea principal de las realizaciones de la presente invención es: combinar el análisis de tercera capa y el análisis de séptima capa, en primer lugar distribuyendo las peticiones de usuario a diferentes redireccionadores de petición por medio del análisis de tercera capa, y además analizar la petición de usuario recibida hasta el nivel de contenido por medio del redireccionador de petición seleccionado, es decir implementar el análisis de capa séptima por medio del redireccionador de petición, y según el resultado del análisis, asignar a la petición de usuario un servidor que pueda proporcionar el contenido.
Tomando la aplicación de una realización de la presente invención en un CDN como ejemplo, a continuación se dará una descripción detallada de la realización de la presente invención con referencia a las figuras adjuntas.
Como se muestra en la figura 2, en un CDN, dicho DNS del procedimiento de la realización de la presente invención se denomina también DNS redireccionador para distinguirlo de un DNS local (LDNS); dicho redireccionador de petición de un CDN es equivalente a un sistema de encaminamiento de petición de usuario que puede identificar el contenido. Se puede observar en la figura 2 que el DNS se encuentra conectado al mismo tiempo a una pluralidad de redireccionadores de petición, y cada petición de usuario se distribuye a diferentes redireccionadores de petición por parte del DNS para el análisis del contenido.
En un CDN, en la figura 3 se muestra un procedimiento de operación típico para analizar las peticiones de usuario según el procedimiento de una realización de la presente invención, el cual comprende que:
un usuario envía una petición de usuario para acceder a cierto contenido en un terminal de usuario;
el terminal de usuario solicita que el DNS local (LDNS) realice un análisis de nombre de dominio para la petición de usuario recibida;
después de recibir la petición de usuario procedente del terminal de usuario, el LDNS envía la petición de usuario a un DNS redireccionador, y solicita al DNS redireccionador que realice el análisis de nombre de dominio;
el DNS redireccionador analiza la petición de usuario hasta la capa de red, obteniendo información como una dirección IP del usuario, una dirección IP de destino, etcétera, y determina un redireccionador a asignar a la petición de usuario actual por medio de encuesta, especialmente por medio de round-robin. Aquí, se puede adoptar también un modo de enlace de IP para determinar un redireccionador, donde las direcciones IP dentro de un cierto ámbito se pueden ligar a un redireccionador. En el modo de enlace de IP, después de realizar el análisis de la IP del usuario, el DNS redireccionador puede determinar el redireccionador a asignar a la petición de usuario actual solamente por medio de juzgar el ámbito al cual pertenece la dirección IP;
el DNS redireccionador devuelve la dirección IP del redireccionador asignado al terminal de usuario;
el terminal de usuario accede al redireccionador asignado según la dirección IP del redireccionador devuelta, es decir envía la petición de usuario que contiene el contenido de acceso al redireccionador asignado;
el redireccionador realiza el análisis de contenido para la petición de usuario, y detecta los ES cercanos según el resultado del análisis, es decir el contenido al cual quiere acceder el usuario. Aquí, dicha detección de los ES cercanos se refiere típicamente a: detectar la distancia entre un ES y el usuario, si el ES dispone del contenido que necesita el usuario, y si el ES se encuentra ocupado o inactivo. El propósito de la detección es encontrar, según el contenido analizado a acceder por parte del usuario, el ES que satisface el requerimiento, es decir el ES que puede proporcionar dicho contenido, y obtener información como la distancia entre el ES y el usuario, y si el ES se encuentra ocupado o inactivo, donde la etapa de detección se puede realizar por medio de la técnica anterior;
el redireccionador redirige el acceso de usuario a un ES adecuado según el resultado de la detección y de una cierta estrategia de encaminamiento, es decir de la selección de un ES óptimo, y devuelve la dirección IP del ES seleccionado al terminal de usuario. Dicha cierta estrategia de encaminamiento se refiere a la selección de un ES óptimo según factores tales como la carga de trabajo del ES, el encaminamiento óptimo, etcétera. Por ejemplo, si existen tres servidores de borde A, B y C que pueden proporcionar la información necesaria para el usuario actual, y actualmente A es el ES más inactivo, entonces se selecciona A. Como otro ejemplo, si existen tres servidores de borde, A, B y C que pueden proporcionar la información necesaria para el usuario actual, y B es el ES más cercano al usuario actual, entonces se selecciona el ES B;
el terminal de usuario accede al ES seleccionado según la dirección IP del ES obtenida;
el ES inicia un procedimiento de autorización para el usuario actual por medio de un mecanismo centralizado de autenticación y reenvío para un sistema de gestión de usuario, como un servidor de autorización de autenticación, y el sistema de gestión de usuario devuelve un resultado de autenticación al ES por medio del mecanismo de autenticación y reenvío;
si se pasa la autenticación, el ES proporciona un servicio de contenido al usuario actual; en otro caso, se niega el acceso al usuario actual.
Durante el procedimiento arriba descrito, para reducir la presión de los redireccionadores de petición, se pueden adoptar diferentes procedimientos de procesado para servicios diferentes. Por ejemplo, después de analizar la petición de usuario a nivel de capa de red, el DNS puede decidir si el contenido al cual el usuario desea acceder es un contenido web; si es así, asigna a la petición de usuario un servidor que puede proporcionar el contenido web; en otro caso, asigna un redireccionador de petición a la petición de usuario actual.
En el DNS redireccionador que analiza la petición de usuario hasta la etapa de capa de red, el DNS redireccionador que asigna un redireccionador para la petición de usuario por medio de encuesta se puede implementar por medio del procedimiento que se muestra en la figura 4, el cual comprende las etapas de:
Etapa 401: existe una pluralidad de registros de direcciones IP en la base de datos del DNS redireccionador, y cada registro comprende un nombre de dominio y una dirección IP del redireccionador que corresponde al nombre de dominio. Se configura una variable de identificación X para cada registro de dirección IP de la base de datos para indicar el estado analítico del registro, y se reinician inicialmente las variables de identificación X de todos los registros de la base de datos, por ejemplo haciendo igual a cero el valor de la variable de identificación X. En esta realización, reiniciar la variable de identificación significa que el redireccionador correspondiente no ha sido todavía asignado, y establecer la variable de identificación significa que el redireccionador correspondiente ya ha sido asignado.
Etapa 402: después de obtener una petición de usuario a analizar procedente del DNS local, el DNS redireccionador analiza en primer lugar la petición de usuario hasta la capa de red, obteniendo información de red como la dirección IP del usuario y la dirección IP de destino según la petición de usuario.
Etapa 403: el DNS redireccionador obtiene el nombre de dominio del usuario según la dirección IP del resultado del análisis, y encuentra dentro de su propia base de datos los registros de dirección IP que tienen el mismo nombre de dominio que el usuario, donde la dirección IP de cada registro es la dirección IP de un redireccionador; de esta forma se puede obtener uno de una pluralidad de redireccionadores opcionales, y se procede a la etapa 404 para seleccionar un redireccionador a partir de los redireccionadores obtenidos por medio de encuesta, y especialmente por medio de round-robin.
Etapa 404-405: el DNS redireccionador obtiene un registro en orden y juzga si la variable de identificación X correspondiente al registro se encuentra reiniciada; si es así, devuelve la dirección IP de este registro al usuario, estableciendo la variable de identificación X que indica el estado analítico de este registro, y vuelve a la etapa 402 para esperar a la siguiente petición de usuario; en otro caso, si la variable de identificación X correspondiente al registro se encuentra establecida, obtener un siguiente registro en orden hasta encontrar un registro en el cual la variable de identificación X se encuentra reiniciada. Dicho establecimiento puede comprender hacer que el valor de la variable de identificación X sea igual a 1.
Si las variables de identificación X correspondientes a todos los registros de direcciones IP encontrados en la etapa 403 se encuentran establecidas, es decir que no se puede encontrar para asignar ningún redireccionador correspondiente a cualquiera de los registros de dirección IP, se reinician todas las variables de identificación X correspondientes a los registros de direcciones IP encontrados en la etapa 403 y se vuelve a la etapa 404.
Las etapas 401-405 muestran un procedimiento para la selección de un redireccionador de petición por medio de encuesta. Según la realización de la presente invención, el DNS puede también hacer una selección equilibrada de los redireccionadores de petición por otros medios.
Se puede observar a partir de lo anterior que, en un CDN, el procedimiento de la realización de la presente invención hace innecesario para los sitios web ICP redirigir un mensaje de petición de usuario para acceder a contenidos de medios de flujo; y puesto que en esta realización una petición de usuario se programa según el contenido, se eleva en el procedimiento de encaminamiento subsiguiente la velocidad de acceso de un usuario directamente a los contenidos deseados. Puesto que la realización de la presente invención se basa en el encaminamiento de contenido, es innecesario almacenar en memoria intermedia contenido de una pluralidad de ES si los servidores de borde se encuentran dentro de un grupo lógico, lo cual mejora la capacidad total de contenido almacenado en estos servidores de borde y optimiza las características de memoria. Además, se necesita solamente una orden de impulso PUSH para enviar contenido a un ES, por tanto, el número total de veces que se produce un PUSH se reduce y se aligera la carga de la red.
Lo que arriba se ha indicado es solamente una realización preferida de la presente invención aplicada a un CDN. El procedimiento de la presente invención se puede aplicar a varias circunstancias que requieren análisis de direcciones o datos y la realización anterior no debería considerarse como limitativa del campo de protección de la presente invención.
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Referencias citadas en la descripción
La lista de referencias citadas por el solicitante está indicada solamente para la conveniencia del lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tenido mucho cuidado en la recopilación de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la EPO rehusa cualquier responsabilidad en este respecto.
Patentes citadas en la descripción
\bullet US 2003061304 A1 [0004].

Claims (6)

1. Procedimiento para analizar peticiones de usuario, aplicable a una red que comprende por lo menos un DNS y un redireccionador de petición, el procedimiento comprendiendo que:
el DNS analiza la petición de usuario procedente de un terminal de usuario hasta la capa de protocolo de Internet (IP), obteniendo una dirección IP del terminal de usuario; y asigna un redireccionador de petición seleccionado para la petición de usuario (4);
dicho redireccionador de petición seleccionado implementa un análisis de capa de contenido para la petición de usuario recibida y obtiene información sobre el contenido solicitado; y
dicho redireccionador de petición seleccionado asigna un servidor para proporcionar el contenido que requiere el terminal de usuario para la petición de usuario según la información sobre el contenido solicitado (7).
2. Procedimiento según la reivindicación 1 que comprende además que, después de que el DNS asigna el redireccionador de petición para la petición de usuario:
el DNS devuelve la dirección IP del redireccionador de petición seleccionado al terminal de usuario (5); y
el terminal de usuario envía la petición de usuario a analizar al redireccionador de petición seleccionado según la dirección IP devuelta (6).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 que comprende además que:
dicho redireccionador de petición seleccionado devuelve la dirección IP del servidor asignado al terminal de usuario (8);
el terminal de usuario accede al servidor asignado según la dirección IP devuelta por el redireccionador de petición seleccionado (9); y
el servidor proporciona el contenido solicitado al terminal de usuario (11).
4. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además que:
después de analizar la petición de usuario a nivel de capa IP para obtener una dirección IP del terminal de usuario, el DNS juzga si el contenido al que desea acceder el usuario es un contenido web; si es así, asigna a la petición de usuario un servidor que puede proporcionar el contenido web; en otro caso, asigna el redireccionador de petición seleccionado a la petición de usuario actual (4).
5. Procedimiento según la reivindicación 1 que comprende además que:
el DNS selecciona el redireccionador de petición a asignar a la petición de usuario actual por medio del mecanismo de round-robin.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que dicha selección del redireccionador de petición comprende además:
a1. configurar una variable de identificación X para cada registro de dirección IP de una base de datos para indicar el estado analítico de cada registro de dirección IP, y reiniciar inicialmente todas las variables de identificación X correspondientes a los registros (401), donde dicho registro de dirección IP comprende un nombre de dominio y la dirección IP del redireccionador de petición correspondiente al nombre de dominio;
a2. según el resultado del análisis (402), encontrar dentro de la base de datos todos los registros con el mismo nombre de dominio que el de la petición de usuario actual, y obtener uno de los registros de dirección IP en orden (403);
a3. juzgar si la variable de identificación correspondiente X del registro de dirección IP obtenido se encuentra reiniciada; si es así, devolver la dirección IP del redireccionador de petición de este registro al terminal de usuario, establecer la variable de identificación X correspondiente a este registro y terminar el procedimiento de selección; en otro caso, continuar con la etapa a4 (404); y
a4. juzgar si existen todavía registros; si es así, obtener el siguiente registro en orden y volver a la etapa a3 (404); en otro caso, reiniciar todas las variables de identificación X correspondientes a los registros de dirección IP encontrados en la etapa a2 (405), y volver a la etapa a3.
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