JP2006260025A - ディスクアレイ装置、ディスクアレイ装置の制御方法、及び電子機器 - Google Patents

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和幸 田中
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Abstract

【課題】 RAIDのリビルド機能を利用した場合にも、HDDの格納データの違法コピーを防止できる。
【解決手段】
RAID情報読込部12は、HDDからディスクアレイ装置の識別情報a及びディスクアレイの状態である状態情報bとを含むRAID管理情報Aを読み込む。識別情報判断部13は、この読み込んだRAID管理情報Aの内、識別情報aが構築しているディスクアレイ装置の識別情報と一致しているか否かを判断する。RAID状態判断部14は、読み込んだRAID管理情報Aの内、状態情報bよりディスクアレイの状態を判断する。これにより、識別情報判断部13の判断で識別情報aが一致していないと判断し、RAID状態判断部14の判断で状態情報bが非冗長状態と判断した際には、システムの起動を停止する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ディスクアレイ装置に係り、コピー防止機能を有するディスクアレイ装置、その制御方法、及びこの装置を有する電子機器に関する。
一般的に、ディスクアレイ(RAID:Redundant Arrays of Inexpensive Disks)装置としては、データをブロック単位で分散するストライピング(striping)構成であるレベル0のRAID(RAID0)や、複数のディスクドライブに同一のデータを格納するミラーリング(mirroring)構成であるレベル1のRAID(RAID1)などが周知である。
RAID1機能を実現するディスクアレイ装置は、再構築機能(rebuilding又はreconstruction)と呼ぶデータ復元機能を有する。この再構築機能により、故障した物理ドライブ(以下、「HDD」ともいう)に格納されたデータを、交換HDDに復元することができる。
このような再構築機能を利用して、複数のHDDで構成するミラーリングペアを再構築する先行技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平9−269871号公報
しかしながら、単に特許文献1等のRAID1の再構築(リビルド)機能を使うと、既存のHDDに格納されているデータそのものをコピーできてしまうため、いわゆるコピーガード信号で録画/録音を禁止することが出来ず、著作権保護の観点からは必ずしも妥当な技術とならない場合がある。
そこで、本発明は上記問題を解決する為になされたものであり、ディスクアレイ装置のユニーク情報(識別情報)を保持する機能を具備することにより、RAIDのリビルド機能を利用した場合にも、HDDの格納データの違法コピーを防止する機能を持つディスクアレイ装置、この制御方法、及びこの装置を備えた電子機器を提供するものである。
かかる課題を解決するために、本発明に係るディスクアレイ装置は、ディスクアレイの構築を実施したディスクアレイ装置の識別を示す識別情報及び前記ディスクアレイの冗長状態を示す状態情報とを含むRAID管理情報を物理ドライブに記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶された前記RAID管理情報を読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出された前記RAID管理情報の内、前記識別情報が、前記ディスクアレイの構築を実施した前記ディスクアレイ装置の識別と一致するか否かを判断する識別判断手段と、前記識別判断手段により前記識別情報が一致すると判断された場合には、自装置のRAID処理を開始し、一致しないと判断された場合には、更に前記読出手段により読み出された前記状態情報が非冗長状態の場合に、自装置のRAID処理を停止するRAID制御手段とを有することを特長としている。
また、本発明に係るディスクアレイ装置の制御方法は、ディスクアレイの構築を実施したディスクアレイ装置の識別を示す識別情報及び前記ディスクアレイの冗長状態を示す状態情報とを含むRAID管理情報を物理ドライブに記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにより記憶された前記RAID管理情報を読み出す読出ステップと、前記読出ステップにより読み出された前記RAID管理情報の内、前記識別情報が、前記ディスクアレイの構築を実施した前記ディスクアレイ装置の識別と一致するか否かを判断する識別判断ステップと、前記識別判断ステップにより前記識別情報が一致すると判断された場合には、自装置のRAID処理を開始し、一致しないと判断された場合には、更に前記読出ステップにより読み出された前記状態情報が非冗長状態の場合に、自装置のRAID処理を停止するRAID制御ステップとを有することを特長としている。
更に、本発明に係る電子機器は、ディスクアレイ装置を有した電子機器であって、ディスクアレイの構築を実施したディスクアレイ装置の識別を示す識別情報及び前記ディスクアレイの冗長状態を示す状態情報とを含むRAID管理情報を物理ドライブに記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶された前記RAID管理情報を読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出された前記RAID管理情報の内、前記識別情報が、前記ディスクアレイの構築を実施した前記ディスクアレイ装置の識別と一致するか否かを判断する識別判断手段と、前記識別判断手段により前記識別情報が一致すると判断された場合には、自装置のRAID処理を開始し、一致しないと判断された場合には、更に前記読出手段により読み出された前記状態情報が非冗長状態の場合に、自装置のRAID処理を停止するRAID制御手段とを有することを特長としている。
RAIDのリビルド機能を利用した場合にも、HDDの格納データの違法コピーを防止できる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の一実施形態にかかるディスクアレイ装置100の構成を示す図である。
同図に示すように、このディスクアレイ装置100は、CPU(Central Processing Unit)、CPUで実行されるディスクアレイコントロールのためのファームウェアや各種パラメータなどが格納されたROM(Read Only Memory)などで構成される制御プロセッサ1と、ディスクアレイコントロールのための作業領域として用いられるRAM(Random Access Memory)2と、ディスクアレイ3を構成する複数の物理ドライブ(HDD)であるHDD4−1、4−2,・・がそれぞれ接続される複数のポート5−1,5−2,・・と、これらのポート5−1,5−2,・・に接続された各HDD4−1、4−2,・・に対する読み書きなどの制御を行うディスクコントローラ6と、コンピュータシステムやDVD録画再生装置等の電子機器のホストCPUとの通信を制御するホストインタフェース7と、これらを接続する伝送路としてのバス8などで構成されている。なお、各々のポート5−1,5−2,・・に対してHDD4−1、4−2,・・は着脱可能とされている。
制御プロセッサ1は、ROMに格納されたファームウェアによって、RAID制御部11、RAID情報読込部12、識別情報判断部13、RAID状態判断部14として機能する。
RAID制御部11は、RAIDの制御たとえばRAID0のように、データをストライピング単位に分割して記憶させたり、RAID1のようにミラーリングを使って同一のデータを複数のHDDに書き込む制御の他、RAID4、RAID5のように書き込み時にデータのパリティを生成してこれらデータおよびパリティを複数のHDD4−1、4−2,・・の同じブロックに分散して記録したり読み出す制御などを行う。尚、RAID制御部11はディスクアレイの冗長性が維持されている場合は、後述する状態情報bを「optimal」とし、冗長性が維持されていない場合には、「degrade」になるように後述するRAID管理情報Aを書き換えさせる制御も行う。
RAID情報読込部12は各HDDの管理情報格納領域(図3等参照)に格納されているデータの読み込みを行う。即ち、RAID情報読込部12は、ディスクアレイの構成に関与しているディスクアレイ装置100の識別を示す情報(以下、「識別情報a」とも言う。)や、現状のRAIDの状態を示す情報(以下、「状態情報b」ともいう。)等の各HDDの管理情報格納領域に格納されている情報(以下、総称して「RAID管理情報A」ともいう。)の読み込みを行う。
ここで、RAIDの状態とは、冗長性を維持している状態(optimal状態)か、あるいは冗長性を維持していない(非冗長性)状態(degrade状態)をいい、状態情報bは「optimal」であれば、どのHDDとの間で冗長性が維持されているかの情報を含んでいるものとする。
識別情報判断部13は、構築されているディスクアレイが自装置で実施されたものであるか否かを判断する。即ち、識別情報判断部13は、後述するようにRAID情報読込部12が読み込んだRAID管理情報Aの内、識別情報aを基にして、ディスクアレイが構築されているHDDが自装置の処理により構築されたものであるか否かを判断する。
RAID状態判断部14は、ディスクアレイの状態を判断する。即ち、RAID状態判断部14は、RAID情報読込部12が読み込んだRAID管理情報Aの内、状態情報bから、当該ディスクアレイが冗長性を維持しているか否か(「optiomal」か「degrade」か)を判断する。
尚、このディスクアレイ装置100は、ホストインタフェース7を介してコンピュータシステムやDVD録画再生装置などの電子機器内のバスと接続され、当該電子機器のホストCPUとバスを通じて通信することが可能とされている。
次に、識別情報a及び状態情報bの記憶方法について説明する。
図2は、本発明に係るディスクアレイ装置のディスクアレイの構築の際の動作を示したフローチャートである。
まず、ディスクアレイ装置100は、ディスクアレイの構築指示がない場合には(ステップS1のNo)ステップS2以降の処理は行わない。この指示は、ユーザによる指示により、ホストCPUからホストインタフェース7を介して指示されるように構成さていていても良いし、ユーザがポート5−1,5−2・・・に対してHDDを設置した場合をトリガとしてステップS2以降の処理を行うように構成しても良い。
その結果、ディスクアレイ装置100はディスクアレイの構築指示があったと判断した場合には(ステップS1のYes)、次に後述する管理情報格納領域にディスクアレイの冗長性の情報である状態情報bを記憶する(ステップS2)。
次にディスクアレイ装置100はディスクアレイの構築処理を行う(ステップS3)。
この構築は例えば、RAID制御部11がディスクコントローラ6を制御することにより設置されたHDDを基にして所定のレベルのディスクアレイを構築する公知の処理である。
次に、ディスクアレイ装置100は、上述したRAIDの処理が完了したか否かを判断する(ステップS4)。この結果、RAID処理が完了していないと判断した場合には(ステップS4のNo)、ステップS3に戻り、RAIDの処理を継続する。
一方、RAID処理が完了したと判断した場合には(ステップS4のYes)、管理情報格納領域にディスクアレイ装置100の識別情報を記憶する(ステップS5)。更に管理情報格納領域にディスクアレイの冗長状態の情報(状態情報b)を記憶する(ステップS6)。
上述した処理を実施した場合の結果をRAID1の処理を例にとり説明する。図3は、本発明のディスクアレイ装置によりRAID1を構築した場合の図である。
図3に示したディスクアレイ装置100Aは、HDD4−1と、HDD4−2の2つの物理ドライブで構築されている。図3の各HDDの容量は例えば80GByteである。
また、各HDDは使用可能領域と、管理情報格納領域とに区別される。前者は、アプリケーションや処理により作成されたデータを格納する領域であり、ユーザが自由に使用可能な領域である。一方、後者は上述したRAID管理情報Aを格納する領域であり、ユーザは、管理情報格納領域は自由に更新することは出来ない。
例えば、図3に示したように、HDD4−1と、HDD4−2の2つの物理ドライブにおいて、レベル1のRAIDの構築が指示された場合(ステップS1のYes)に、HDD4−1とHDD4−2の使用可能領域には同じデータが書き込まれ、管理情報格納領域には、RAIDの管理情報「RAID管理情報A」が格納されることとなる(ステップS2、ステップS3)。
ここで、RAID管理情報Aとは、論理ドライブを構成するディスク番号およびデータの記録領域ブロック番号等の相関情報や、各ディスクの容量および性能あるいは挿抜状況の有無等のアレイパラメータ等の情報であり、論理ディスク番号ごとに管理される情報である。ユーザは、管理情報格納領域は任意に書き換えることは出来ない領域である。また、ステップS2では未だRAID処理が完了していない為、状態情報bは「degrade」の情報が記憶されることとなる。
また、HDD4−1からHDD4−2へのデータの複製が完了すると(ステップS4のYes)、管理情報格納領域に、RAID管理情報Aとしてディスクアレイの構築を実施したディスクアレイ装置を示す識別する識別情報aを格納し(ステップS5)、更にHDD4−1とHDD4−2との間にディスクアレイの冗長性が確立した(optimal)ことを示す情報である状態情報bを格納される(ステップS6)。
このように、前記ディスクアレイの冗長状態を示す情報である状態情報bの他に、ディスクアレイの構築を実施したディスクアレイ装置を示す識別する識別情報a格納することで、後述するコピー防止機能を利用する前提条件が確立する。
次に、本発明の実施の形態におけるコピー防止機能を説明する。
図4は本発明の実施の形態におけるコピー防止機能の動作を示すフローチャートである。ここでは、上述した図3のRAID1のディスクアレイを例にとり、図4の処理を以下に説明する。
まず、ディスクアレイ装置100Aに対してDC電源(不図示)が投入されていない場合(ステップS10のNo)は、ステップS20以降の処理は行わない。
一方、ディスクアレイ装置100Aに対してDC電源が投入された場合には(ステップS10のYes)は、次に各HDDからRAID管理情報Aを読み込む(ステップS20)。即ち、ディスクアレイ装置100Aに対してDC電源が投入されると、RAID情報読込部12はHDD4−1とHDD4−2の各HDDの管理情報格納領域からRAID管理情報Aを読み込む。
次に、識別情報判断部13は、識別情報aと自装置の識別情報とが一致するか否かを判断する(ステップS30)。即ち、識別情報判断部13は、HDDから読み込んだRAID管理情報Aから識別情報aを認識し、これが、ディスクアレイ装置100Aが有する識別と一致するか否かを判断する。これにより、読み込んだHDDは当該ディスクアレイ装置によりディスクアレイの構築が実施されたか否かが判断できることになる。
図3でいえば、HDD4−1から読み込んだ識別情報a(識別情報a4−1)又はHDD4−2から読み込んだ識別情報a(識別情報a4−2)のいずれかがディスクアレイ装置100Aが有する識別情報と一致するか否かを判断することとなる。
尚、ディスクアレイ装置100が有する識別情報は、図示せぬ不揮発性の記憶メモリに記憶しておいても良いし、ディスクアレイ装置100を有する電子機器であれば、主基板が有しているシリアル番号などの固有の情報を上記識別情報として利用しても良い。
その結果、識別情報が一致すると判断した場合は(ステップS30のYes)、そのままディスクアレイ装置100Aのシステムを正常に起動させる(ステップS40)。即ち、識別情報a4−1又は識別情報a4−2の情報が「ディスクアレイ装置100A」を示している場合は、識別情報判断部13は識別情報が一致したと判断し、ディスクアレイ装置100Aのシステムを正常に起動させる。これにより、HDD4−1からHDD4−2へのリビルド等のデータ複製を適正に行うこととなる。
一方、識別情報が一致しないと判断した場合は(ステップS30のNo)、次に、RAID状態判断部14がRAIDの状態が冗長性を維持した状態か否かを判断する(ステップS50)。即ち、RAID状態判断部14はRAID情報読込部12が読み込んだRAID管理情報Aの内、状態情報bの内容が冗長性を維持している状態(optimal状態)か否(degrade状態)かを判断する。
その結果、RAID状態判断部14が、冗長性を維持している状態(optimal)と判断した場合には(ステップS50のYes)、ステップS40に進み、上述と同様にシステムを正常に起動させる。
一方、RAID状態判断部14が、冗長性を維持しておらず、非冗長性状態(degrade)と判断した場合には(ステップS50のNo)、システムの起動は行わないか、あるいは仮に起動していてもその処理を停止する処理を行う(ステップS60)。
以上のような処理を行うことにより。RAIDのリビルド機能を利用した場合にも、HDDの格納データの違法コピーを防止できることとなる。
尚、システムの起動を行わないとは、RAID1のようなデータの複製に関わる部分のみの処理を行わせないような構成としても良い。
以下、図3〜図8を用いてコピー防止効果を説明する。図5は、ディスクアレイ装置100AにおいてHDD4−2をフェイル(fail)にした状態を示した図である。図6は、ディスクアレイ装置100AにおいてHDD4−2の代わりに新たなHDD4−3を追加してRAID1を構築した図である。図7は、HDD4−2と新たなHDD4−4との間でディスクアレイ装置100Bを用いてディスクアレイを構築を実施する際の図である。図8は、ディスクアレイ装置100BにおいてHDD4−2とHDD4−4との間でのRAID1の処理を実行した図である。
まず、図3のように適正にディスクアレイを構築している場合には、HDD4−1とHDD4−2との間で適正にRAID1が構築されている為、HDD4−1及びHDD4−2の双方とも識別情報aは「ディスクアレイ装置100A」であり、構築に関与しているディスクアレイ装置は「ディスクアレイ装置100A」であるため、識別情報判断部13は識別情報が一致すると判断し(図4のステップS30のYes)、正常にシステムが起動することとなる。
一方、図3のように冗長性(Optimal)を維持した状態(RAID1の構成)から、図5のように一方のHDDであるHDD4−2を強制的に(又はHDDの故障により)フェイル(fail)させて、非冗長性(degrade)の状態になったとする。この場合、更に図6に示すように、ディスクアレイ装置100Aに対して新たなHDDである複製用HDD(HDD4−3)を追加したとしても、HDD4−3はRAID管理情報Aを記憶していないものの、HDD4−1がRAID管理情報Aを記憶している為、HDD4−1から読み出した識別情報aが「ディスクアレイ装置100A」であり、構成しようとしているディスクアレイのディスクアレイ装置も「ディスクアレイ装置100A」であるため、識別情報判断部13は識別情報が一致すると判断し(ステップS30のYes)、図3の当初から適正にディスクアレイが構成されていた場合と同様にシステムは正常に起動する(ステップS40)。
従って、リビルド処理を行えば、HDD4−1のデータがHDD4−3に適正に複製され、非冗長(degrade)状態から冗長(optimal)状態へ冗長性が復活することとなる。つまり、異なるHDDが追加されてはいるものの、コピー元となるHDDが元々適正にディスクアレイを構成していたHDDであり、そのリビルド処理が元のディスクアレイ装置上で行う場合には、データの複製は適正に行われることとなる。
しかし、図7に示すように、本発明の機能を有し、かつディスクアレイ装置100Aとは別のコントローラであるディスクアレイ装置100Bに対して、図3で示したディスクアレイ装置100Aでは適正にディスクアレイを構成していたHDD4−2を設置し、更にこのディスクアレイ装置100Bに、新たなHDD4−4を設置してリビルド処理を行おうとすると、RAID情報読込部12がHDD4−2から読み込んだRAID管理情報Aの中には識別情報aとして「ディスクアレイ装置100A」が記憶されている為、識別情報判断部13は、ディスクアレイ装置100Bとは識別情報が不一致と判断する(ステップS30のNo)。更に、状態情報bはHDD4−2とHDD4−4との間では未だディスクアレイが構築されていない為、「非冗長(degrade)状態」となっている為、RAID状態判断部14は非冗長状態と判断することとなる(ステップS50のNo)。従って、HDD4−2からHDD4−4へのデータの複製は中止される(ステップS60)。
このように元々適正にディスクアレイが構成されていたHDDをコピー元とした場合であっても、元々の組み合わせでないHDDを異なるディスクアレイ装置上でディスクアレイを構築しようとすると、その複製処理を出来ないこととなる。
従って、RAIDのリビルド機能を利用した場合にも、HDDの格納データの違法コピーを防止することが可能となる。
尚、本ディスクアレイ装置100は、ホストインタフェース7を介してパーソナルコンピュータやDVDなどの電子機器内のバスと接続され、当該電子機器のホストCPUとバスを通じて通信することが可能とされている為、本ディスクアレイ装置の機能を有した電子機器でも上述した処理が可能となる。
また、上述した実施例では、識別情報aはHDD内の管理情報格納領域に記憶しているが、本発明はこれに限ることなく、例えば、識別情報aをRAM2に記憶させるようにHDDとは別の要素で記憶しておくように構成しても良い。
本発明の一実施形態にかかるディスクアレイ装置100の構成を示す図。 本発明に係るディスクアレイ装置のディスクアレイの構築の際の動作を示したフローチャート。 本発明のディスクアレイ装置によりRAID1を構築した場合の図。 本発明の実施の形態におけるコピー防止機能の動作を示すフローチャート。 ディスクアレイ装置100AにおいてHDD4−2をフェイル(fail)にした状態を示した図。 ディスクアレイ装置100AにおいてHDD4−2の代わりに新たなHDD4−3を追加してRAID1を構築した図。 HDD4−2と新たなHDD4−4との間でディスクアレイ装置100Bを用いてディスクアレイを構築を実施する際の図。 ディスクアレイ装置100BにおいてHDD4−2とHDD4−4との間でのRAID1の処理を実行した図。
符号の説明
1 制御プロセッサ
2 RAM
3 ディスクアレイ
4−1,4−2,4−3,4−4 HDD
5−1,5−2,5−3 ポート
6 ディスクコントローラ
7 ホストインタフェース
8 バス
11 RAID制御部
12 RAID情報読込部
13 識別情報判断部
14 RAID状態判断部
100 ディスクアレイ装置
A RAID管理情報
a 識別情報
b 状態情報

Claims (9)

  1. ディスクアレイの構築を実施したディスクアレイ装置の識別を示す識別情報及び前記ディスクアレイの冗長状態を示す状態情報とを含むRAID管理情報を物理ドライブに記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段により記憶された前記RAID管理情報を読み出す読出手段と、
    前記読出手段により読み出された前記RAID管理情報の内、前記識別情報が、前記ディスクアレイの構築を実施した前記ディスクアレイ装置の識別と一致するか否かを判断する識別判断手段と、
    前記識別判断手段により前記識別情報が一致すると判断された場合には、自装置のRAID処理を開始し、一致しないと判断された場合には、更に前記読出手段により読み出された前記状態情報が非冗長状態の場合に、自装置のRAID処理を停止するRAID制御手段と、
    を有することを特長とするディスクアレイ装置。
  2. 前記RAID制御手段は、前記識別判断手段により前記識別情報が一致しないと判断された場合には、更に前記読出手段により読み出された前記状態情報が冗長状態である場合にも自装置のRAID処理を開始することを特徴とする請求項1に記載のディスクアレイ装置。
  3. 前記自装置のRAID処理は、RAID1の処理であることを特徴とする請求項1又は2に記載のディスクアレイ装置。
  4. ディスクアレイの構築を実施したディスクアレイ装置の識別を示す識別情報及び前記ディスクアレイの冗長状態を示す状態情報とを含むRAID管理情報を物理ドライブに記憶する記憶ステップと、
    前記記憶ステップにより記憶された前記RAID管理情報を読み出す読出ステップと、 前記読出ステップにより読み出された前記RAID管理情報の内、前記識別情報が、前記ディスクアレイの構築を実施した前記ディスクアレイ装置の識別と一致するか否かを判断する識別判断ステップと、
    前記識別判断ステップにより前記識別情報が一致すると判断された場合には、自装置のRAID処理を開始し、一致しないと判断された場合には、更に前記読出ステップにより読み出された前記状態情報が非冗長状態の場合に、自装置のRAID処理を停止するRAID制御ステップと、
    を有することを特長とするディスクアレイ装置の制御方法。
  5. 前記RAID制御ステップは、前記識別判断ステップにより前記識別情報が一致しないと判断された場合には、更に前記読出ステップにより読み出された前記状態情報が冗長状態である場合にも自装置のRAID処理を開始することを特徴とする請求項1に記載のディスクアレイ装置の制御方法。
  6. 前記自装置のRAID処理は、RAID1の処理であることを特徴とする請求項1又は2に記載のディスクアレイ装置の制御方法。
  7. ディスクアレイ装置を有した電子機器であって、
    ディスクアレイの構築を実施したディスクアレイ装置の識別を示す識別情報及び前記ディスクアレイの冗長状態を示す状態情報とを含むRAID管理情報を物理ドライブに記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段により記憶された前記RAID管理情報を読み出す読出手段と、
    前記読出手段により読み出された前記RAID管理情報の内、前記識別情報が、前記ディスクアレイの構築を実施した前記ディスクアレイ装置の識別と一致するか否かを判断する識別判断手段と、
    前記識別判断手段により前記識別情報が一致すると判断された場合には、自装置のRAID処理を開始し、一致しないと判断された場合には、更に前記読出手段により読み出された前記状態情報が非冗長状態の場合に、自装置のRAID処理を停止するRAID制御手段と、
    を有することを特長とする電子機器。
  8. 前記RAID制御手段は、前記識別判断手段により前記識別情報が一致しないと判断された場合には、更に前記読出手段により読み出された前記状態情報が冗長状態である場合にも自装置のRAID処理を開始することを特徴とする請求項7に記載の電子機器。
  9. 前記自装置のRAID処理は、RAID1の処理であることを特徴とする請求項7又は8に記載の電子機器。
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