JP2010206582A - ネットワーク障害における影響サービス特定装置、および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークにおいて障害発生時に、ユーザへのサービス提供（予約）区間に関する情報と障害発生情報を用いることで、実際に影響を受けるサービスを確実かつ迅速に特定する影響サービス特定装置を提供する。
【解決手段】影響サービス特定装置は、提供または予約サービスの端点情報を収集し、端点からの障害情報を収集し、障害情報と端点情報から、障害により影響を受けるサービス候補を抽出し、抽出された影響サービス候補の端点間の疎通を確認することで、障害により影響を受けるサービスを特定する特定手段とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ネットワーク障害時における、ユーザサービスへの影響範囲、および障害発生地点を特定する装置、および方法に関する。

現状では、ネットワークでの障害発生時に、影響するサービス情報を特定する方法としては、ネットワークごと、装置ごと、およびサービスごとに存在する管理装置（ＮＭＳ（Network Management System）やＥＭＳ（Element Management System））内で特定する方法が提案されている（特許文献１から３）。また、それらの管理装置、または直接装置の警報を上位警報装置（統合監視装置）へ転送し、この警報情報をもとに統合監視装置が特定する手法がある。

また、障害を検出したＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）の端点（ＭＥＰ：Maintenance group End Point）とサービス提供（もしくは、サービス予約）端点を関連づけ、ネットワークリソースが割り当てられた（もしくは、割り当てられる予定）区間（サービス提供（予約）区間）を検出することで、「障害により影響を受けるサービス」として特定可能である。

特開平５−１１４８９９号公報 特開２００７−１８９６１５号公報 特開２００７−２３５８９７号公報

しかしながら、管理装置内で特定する方法では、運用管理者が複数台の管理装置の表示画面を見て、経験を元に解析しているのが現状であり、非常に効率が悪い。複数台の管理装置の表示画面を統合する装置があるが、単に警報を閲覧するだけの機能しかない。統合監視装置を用いる方法では、統合監視装置が全てのネットワークノードおよびサービスのインベントリ情報を保持する必要があり、構築するためには膨大な装置となってしまう。

また、「障害により影響を受けるサービス」を特定する方式では、障害により影響を受けるサービスを、確実には特定できない場合がある。以下に、その例を示す。ここで、障害を検出したＭＥＰとサービス提供（予約）端点を関連づけて、障害による影響を受けるサービスとして表示する場合を考える。障害を検出したＭＥＰはネットワーク内のリンク断などの障害により影響を受ける端点であり、そのＭＥＰで障害が実際に起きている訳ではない。また、障害発生時に、実際にはサービス提供（予約）端点間に障害があるとは限らないので、端点間は疎通している可能性もある。従って「障害により影響を受けているサービス」として特定されるが、実際には障害の影響を受けていないサービスという状態が発生してしまう可能性があるという課題があった。

下記に、その例について、図１を用いて示す。各ＭＥＰ同士は、定常的にＣＣＭ（Continuity Check Message）により疎通を確認している。（ここで、各ＭＥＰ同士は、対向ＭＥＰとして設定されている。）ここで、＜ＭＩＰ１＞−＜ＭＩＰ２＞間で障害が発生した場合、各ＭＥＰは、以下のように障害を検出する。
１．ＭＥＰ１は、ＭＥＰ３からのＣＣＭが届かないため障害通知する。
２．ＭＥＰ２は、ＭＥＰ３からのＣＣＭが届かないため障害通知する。
３．ＭＥＰ３は、ＭＥＰ１およびＭＥＰ２からのＣＣＭが届かないため障害通知する。

上記のように各ＭＥＰは、＜ＭＩＰ１＞−＜ＭＩＰ２＞間で障害が発生した場合に障害通知を実行することになる。ここで、仮に、サービス提供（予約）の端点が［ＭＥＰ１］−［ＭＥＰ２］間であった場合を考える。［ＭＥＰ１］−［ＭＥＰ２］間は、実際には障害の影響を受けないが、ＭＥＰ１およびＭＥＰ２から障害が通知されているため、「障害により影響を受けたサービス」と判断されてしまう。

障害発生点を特定する方法としては、IEEE802.1 ag "Connectivity Fault Management"、またはITU-T Y.1731 "OAM functions and Mechanisms for Ethernet based Networks"に記載されたイーサネット（登録商標）ＯＡＭのループバック機能や、特開２００８−２８８０１号公報に記載されたリンクトレース機能により確認する方法がある。しかしながら、ループバック機能やリンクトレース機能は、一回の実行に５秒〜１０秒以上の時間を要するため、障害発生点の確認に時間を要してしまう。例えば、提供（予約）サービス区間数がＳとした場合は、障害による影響サービスの特定時間＝（サービス区間数：Ｓ）ｘ（リンクトレース要する時間）となる。図１の場合、サービス区間は３つしかないため、特定時間は少なくて済むが、ＭＥＰが増えるにつれてサービス区間も増えていき、膨大な特定時間がかかるようになる。そのため、ループバック機能やリンクトレース機能では、迅速な「影響サービス範囲の特定、および障害発生点の特定」が困難という課題もあった。

したがって、本発明は、イーサネット（登録商標）ネットワークにおいて障害発生時に、ユーザへのサービス提供（もしくは、予約）区間に関する情報と障害発生情報を用いることで、実際に影響を受けるサービスを確実かつ迅速に特定すると共に、障害発生地点を特定する影響サービス特定装置、および方法を提供することを目的とする。

上記目的を実現するため本発明による影響サービス特定装置は、提供または予約サービスの端点情報を収集する収集手段と、前記端点間の疎通を確認する確認手段と、前記端点からの障害情報を収集する障害通知手段と、前記障害情報と前記端点情報から、前記障害により影響を受けるサービス候補を抽出する抽出手段と、前記抽出された影響サービス候補の端点間の疎通を前記確認手段により確認することで、障害により影響を受けるサービスを特定する特定手段とを備えている。

また、前記確認手段は、前記サービスの端点において受信可能なＣＣＭのＭＥＰ ＩＤを確認することにより前記端点間の疎通を確認する手段であることも好ましい。

また、前記抽出手段は、前記障害情報から障害発生ＩＰアドレスを取り出し、前記端点情報の全てのシングル予約に対して、前記障害発生ＩＰアドレスが前記シングル予約の端点のＩＰアドレスのいずれかと等しいか比較し、等しい場合、該シングル予約を影響サービス候補として抽出する手段であることも好ましい。

また、前記特定手段により特定された影響を受けるサービスの端点間にリンクトレースを実行し、障害発生地点を特定する手段をさらに備えていることも好ましい。

上記目的を実現するため本発明による影響サービス特定方法は、提供または予約サービスの端点情報を収集する収集ステップと、前記端点からの障害情報を収集する障害通知ステップと、前記障害情報と前記端点情報から、前記障害により影響を受けるサービス候補を抽出する抽出ステップと、前記抽出された影響サービス候補の端点間の疎通を確認することで、障害により影響を受けるサービスを特定する特定ステップとを含む。

本発明により、これまで障害切り分けや影響解析が困難であったイーサネット（登録商標）網やアプリケーション層まで連携したＯＡＭ技術を実現することが可能となり、実際に影響を受けるサービスを確実かつ迅速に特定すると共に、障害発生地点を特定することが実現される。

ＭＥＰが３つのネットワークの例を示す。 本発明による影響サービス特定装置と本システムが監視するネットワークの構成概略図を示す。 本発明による影響サービス特定装置の機能概略図を示す。 影響を受けるサービスを特定するフローチャートを示す。 影響を受けるサービス候補を抽出するフローチャートを示す。 図１のネットワークで障害が発生した場合に、影響サービスを特定する例を示す。 ツリー状ネットワークの例を示す。 図７のネットワークで障害が発生した場合に、影響サービスを特定する例を示す。

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図２は、本発明による影響サービス特定装置と本システムが監視するネットワークの構成概略図を示す。影響サービス特定装置１は、イーサネット（登録商標）ＯＡＭ管理システム２が検出した障害情報を収集すると共に、ネットワーク管理システム３が提供する情報を利用することで、障害により影響を受けるサービス、および障害発生箇所を抽出する。

イーサネット（登録商標）ＯＡＭは、イーサネット（登録商標）網の保守・管理機能であり、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合電気通信標準化部門）が国際勧告「Ｙ．１７３１」として標準化した。また、ＩＥＥＥ８０２委員会でも「ＩＥＥＥ８０２．１ａｇ」として標準化されている（参考文献：ITU-T勧告 Y.1731 "OAM functions and Mechanisms for Ethernet based Networks"およびIEEE802.1 ag "Connectivity Fault Management"）。イーサネット（登録商標）ＯＡＭ管理システム２は、イーサネット（登録商標）ＯＡＭ機器を管理するサーバモジュール、ユーザ操作用のクライアントモジュールおよびＭＡＣアドレス−名前変換サーバから構成されている。影響サービス特定装置１は、イーサネット（登録商標）ＯＡＭ管理システム２から、イーサネット（登録商標）網内の機器で発生した障害を受けとる。イーサネット（登録商標）網内の機器は、通信機器、接続装置、およびイーサネット（登録商標）網に接続するクライアント、サーバ等のアクセス機器を含む。

ネットワーク管理システム３は、クライアントからの要求に応じて、コア網、メトロ網、アクセス網の各ＮＲＭ（ＮＲＭ：Network Resource Manager）へネットワークリソースの予約要求等を行うシステムであり、ＮＲＭは要求されたネットワークリソースの予約に基づき、ネットワークリソースの割り当てを実行するシステムのことである。影響サービス特定装置１は、ネットワーク管理システム３と通信し、トランザクション情報等の必要な情報を収集する。なお、トランザクション情報は、提供サービス情報および予約サービス情報に関連する複数の情報をひとつにまとめた情報であり、例えば、提供（予約）されているネットワークリソースの端点のＩＰアドレス、ポート番号、およびＱｏＳ値が含まれる。

図３は、本発明によるネットワーク障害における影響サービス特定装置の機能概略図を示す。影響サービス特定装置１は、障害通知機能１１、通信機能１２、影響サービス解析機能１３およびデータベース１４を備えている。

障害通知機能１１は、イーサネット（登録商標）ＯＡＭ管理システム２からの障害通知を受信する機能を有する。また、通知された情報をデータベース１４に格納する。通知を受けた場合、影響サービス解析機能１３に、影響サービス解析の開始を要求する。

イーサネット（登録商標）ＯＡＭ管理システム２から通知される情報には、障害を検出したＭＥＰ（Maintenance group End Point）に対応するユーザＩＤ、状態（正常状態および障害状態）が含まれる。ＭＥＰ（Maintenance group End Point）は、ＯＡＭの端点であり、ＯＡＭの中継点であるＭＩＰ（Maintenance group Intermediate Point）の障害をＭＥＰが検知することでＭＥＰが障害を通知する。障害状態として、対向側の装置に障害が発生したことを示すＲＤＩ（Remote Defect Indicator）を受信したこと、規定時間以内に接続性確認メッセージ（ＣＣＭ、Continuity Check Message）を受信できないこと、および下位レイヤに関する障害を上位レイヤへ通知するＡＩＳ（Alarm Indication Signal）を受けたこと等がある。

通信機能１２は、ネットワーク管理システム３と通信する機能を有する。また、通知されたトランザクション情報をデータベース１４に格納する。

影響サービス解析機能１３は、データベース１４に保存された情報を基に、障害情報が通知された際、影響サービスを解析する。

データベース１４は、影響サービスを解析するために必要な情報を保存する。例えば、提供（予約）されているネットワークリソースの端点のＩＰアドレス、ポート番号、およびＱｏＳ値を保存する。これらの情報はネットワーク管理システム３が監視するネットワークに、サービスが追加・更新された場合に追加・更新される。また、障害通知機能１１に通知された障害状態の情報を保存する。

図４は、影響サービス特定装置が影響を受けるサービスを特定するフローチャートを示す。本フローチャートに基づいて、影響サービス特定装置１の動作を説明する。

Ｓ１．各ＭＥＰが、対向ＭＥＰのＣＣＭ断を検出する。各ＭＥＰがイーサネット（登録商標）ＯＡＭ管理システム２に障害を通知し、イーサネット（登録商標）ＯＡＭ管理システム２がネットワーク障害発生を障害通知機能１１に通知する。通知された障害情報をデータベース１４に格納すると共に、影響サービス解析機能１３に解析を依頼する。

Ｓ２．影響サービス解析機能１３は、障害により影響を受けるサービスを抽出する。なお、抽出方法は別途説明する。影響サービス解析機能１３は、抽出したサービスの提供（予約）端点（Ａ点、Ｚ点）のＭＥＰにおいて、ピアＭＥＰ ＩＤを有するＣＣＭが受信されているか否かを確認する。具体的には、端点ＡのＭＥＰでは、端点ＺのＭＥＰ ＩＤを有するＣＣＭが受信可能か否かを確認し、端点ＺのＭＥＰでは、端点ＡのＭＥＰ ＩＤが受信可能を有するＣＣＭか否かを確認する。

Ｓ３．端点ＡのＭＥＰにおいて、端点ＺのＭＥＰ ＩＤが受信可能かつ、端点ＺのＭＥＰにおいて、端点ＡのＭＥＰ ＩＤが受信可能であった場合、Ｓ４に進む。逆に、どちらか一方の端点、もしくは、両方の端点において、ピアＭＥＰ ＩＤが受信出来ない場合は、Ｓ５に進む。

Ｓ４．この場合、提供（予約）サービスは、障害の影響を受けていないことになり、このまま終了する。

Ｓ５．この場合、提供（予約）サービスは、障害の影響を受けていることが判明する。

Ｓ６．障害によるサービスへの影響が確認された場合、障害発生地点を特定する必要がある時、Ｓ７に進み。エンドエンドでのサービスが不可能であることだけ分かれば良いのであれば、そのまま終了する。

Ｓ７．提供（予約）サービスの端点間にリンクトレースを実行する。

Ｓ８．障害発生地点を特定し、終了する。

以上のようにして、影響サービス特定装置１は、ネットワークにおいて障害発生時に、、実際に影響を受ける提供（予約）サービスを確実かつ迅速に特定する。また、リンクトレースを実行することにより、障害発生地点を特定することもできる。また、本発明の方式の場合、障害により実際に影響を受ける区間のみにリンクトレースを実行し、従来技術のように全てのサービス区間においてリンクトレースを実行しないため、障害発生地点の特定に多くの時間を必要としない。

図５は、影響を受けるサービス候補を抽出するフローチャートを示す。本フローチャートに基づいて、Ｓ２での障害により影響を受ける提供（予約）サービスを抽出する方法を説明する。ここでは障害発生ＩＰアドレスを基に、ネットワーク管理システム３から得られるトランザクション情報を用いて、影響を受けるサービスを抽出する

Ｓ５１．障害発生ＩＰアドレスを検出する。このＩＰアドレスはイーサネット（登録商標）ＯＡＭ管理システム２からの障害通知に含まれ、障害通知機能１１から通知される。

Ｓ５２．トランザクション情報に含まれているシングル予約をひとつ抽出する。なお、シングル予約は、Ａ点、Ｚ点を結ぶネットワークリソースの予約情報を示し、Ａ点、Ｚ点は、リソース予約で指定される２つの端点を示す。

Ｓ５３．抽出されたシングル予約の両端点（Ａ点、Ｚ点）のどちらかのＩＰアドレスが障害発生ＩＰアドレスと一致するか確認する。どちらかの端点のＩＰアドレスが障害発生ＩＰアドレスと一致する場合、Ｓ５４に進み、それ以外は、Ｓ５５に進む。

Ｓ５４．上記のシングル予約を障害発生箇所の影響サービス候補として選択し、影響サービス一覧に追加する。

Ｓ５５．トランザクション情報に含まれている全てのシングル予約に対して、Ｓ５２からＳ５４までの処理を繰り返した後、影響サービス抽出を終了する。

次に、影響サービス特定装置が障害発生時に影響サービスを特定する例を示す。最初は、ＭＥＰが３つの図１のネットワークで説明する。図６は、図１のネットワークで障害が発生した場合に、影響サービスを特定する例を示す。

図６のように＜ＭＩＰ１＞−＜ＭＩＰ２＞間に障害が発生したとする。各ＭＥＰは次のように障害を検出する。ＭＥＰ１は、ＭＥＰ３からのＣＣＭが届かないため、障害を検出する。同様にＭＥＰ２は、ＭＥＰ３からのＣＣＭが届かないため障害を検出し、ＭＥＰ３は、ＭＥＰ１およびＭＥＰ２からのＣＣＭが届かないため障害を検出する。

次に、各ＭＥＰは、ＣＣＭのピアＭＥＰ ＩＤを確認する。ＭＥＰ１が、受信可能なピアＭＥＰ ＩＤを確認すると、ＭＥＰ２のＭＥＰ ＩＤの受信を確認できる。ＭＥＰ２が、受信可能なピアＭＥＰ ＩＤを確認すると、ＭＥＰ１のＭＥＰ ＩＤの受信を確認できる。ＭＥＰ３が、受信可能なピアＭＥＰ ＩＤを確認すると、ＭＥＰ１およびＭＥＰ２からのＭＥＰ ＩＤの受信が確認できない。

上記で得られた情報を用いて、サービス提供（予約）端点のＭＥＰにおいて、ピアＭＥＰ ＩＤが受信されているか確認する。端点ＡのＭＥＰでは、端点ＺのＭＥＰ ＩＤが受信可能か確認する。端点ＺのＭＥＰでは、端点ＡのＭＥＰ ＩＤが受信可能か確認する。この時、端点ＡのＭＥＰにおいて、端点ＺのＭＥＰ ＩＤが受信可能かつ、端点ＺのＭＥＰにおいて、端点ＡのＭＥＰ ＩＤが受信可能であれば、サービスは、障害の影響は受けていないことになる。表１に、端点Ａ、端点ＺにおけるＭＥＰ ＩＤの確認組み合わせを示す。

表１において、＃１は、通信路に障害が発生していない場合を示す。＃２は、通信路の両方向に障害が発生した場合を示す。また、＃３、４は、通信路の片方向に障害が発生した場合を示す。

例えば、端点ＡがＭＥＰ１であり、端点ＺがＭＥＰ２であった場合、＃１に該当し、障害により影響を受けていないことが確認できる。また、端点ＡがＭＥＰ１であり、端点ＺがＭＥＰ３であった場合、＃２に該当し、障害により影響を受けていることが確認できる。

次に、一般的なネットワークで影響サービス特定装置が影響サービスを特定する例を示す。図７は、ツリー状ネットワークの例を示す。図８は、図７のネットワークで障害が発生した場合に、影響サービスを特定する例を示す。

ここで、端点はＭＥＰ（１）、ＭＥＰ（２）、ＭＥＰ（α）・・・ＭＥＰ（η）とし、中継点はＭＩＰ（１）、ＭＩＰ（２）、ＭＩＰ（ｍ）・・・ＭＩＰ（ｓ）とする。各ＭＥＰ間は、ＣＣＭにより接続性が確認されており、ＣＣＭが届かなくなった場合に障害を検出する。ここで、図８のように＜ＭＩＰ（２）＞−＜ＭＩＰ（ｎ）＞間に障害が発生した場合を考える。この障害により、各ＭＥＰは以下のような振る舞いをする。

ＭＥＰ（１）は、ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）からのＣＣＭが届かないため障害を検出する。ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）は、ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）以外からのＣＣＭが届かないため障害を検出する。ＭＥＰ（β）〜ＭＥＰ（η）は、ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）からのＣＣＭが届かないため障害を検出する。なお、従来の方法の場合、サービス提供端点が［ＭＥＰ（１）］−［ＭＥＰ（β）］間であった場合、［ＭＥＰ（１）］−［ＭＥＰ（β）］間は実際には障害の影響を受けていないが、各ＭＥＰにおいてＣＣＭ断による障害が検出されるため、［ＭＥＰ（１）］−［ＭＥＰ（β）］間のサービスは影響を受けるサービスと判定されてしまう場合がある。

次に、各ＭＥＰにおいて、ＣＣＭのピアＭＥＰ ＩＤを確認する。ＭＥＰ（１）が、受信可能なピアＭＥＰ ＩＤを確認すると、ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）からのＭＥＰ ＩＤを確認できない（破線）。ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）が、受信可能なピアＭＥＰ ＩＤを確認すると、ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）以外のＭＥＰ ＩＤを確認できない（破線、点線、一点鎖線）。ＭＥＰ（β）〜ＭＥＰ（η）が、受信可能なピアＭＥＰ ＩＤを確認すると、ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）からのＭＥＰ ＩＤ受信を確認できない（点線、一点鎖線）。

上記で得られた情報を用いて、サービス提供（予約）端点Ａと端点ＺのＭＥＰにおいて、どのピアＭＥＰ ＩＤが受信されているか確認する。端点ＡのＭＥＰでは、端点ＺのＭＥＰ ＩＤが受信可能か確認する。端点ＺのＭＥＰでは、端点ＡのＭＥＰ ＩＤが受信可能か確認する。この時、端点ＡのＭＥＰにおいて、端点ＺのＭＥＰ ＩＤが受信可能かつ、端点ＺのＭＥＰにおいて、端点ＡのＭＥＰ ＩＤが受信可能であれば、サービスは、障害の影響は受けていないことになる。また、端点Ａ、Ｚ両方から、もしくは、片方からのＭＥＰ ＩＤが確認できない場合は、提供（予約）サービスに影響が及んでいることになる。端点Ａ、端点ＺにおけるＭＥＰ ＩＤの確認組み合わせは表１と同じになる。

表１の＃２〜４の場合は、［ＭＥＰ（１）］−［ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）］間で実際に障害が発生していることが判断できる。これにより、障害発生時に実際に影響を受ける稼働中サービスは、［ＭＥＰ（１）］−［ＭＥＰ（２）〜ＭＥＰ（α）］間で提供されているサービスであることを特定することができる。

また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。

１ 影響サービス特定装置
２ イーサネット（登録商標）ＯＡＭ管理システム
３ ネットワーク管理システム
１１ 障害通知機能
１２ 通信機能
１３ 影響サービス解析機能
１４ データベース

Claims (5)

1. 提供または予約サービスの端点情報を収集する収集手段と、
   前記端点間の疎通を確認する確認手段と、
   前記端点からの障害情報を収集する障害通知手段と、
   前記障害情報と前記端点情報から、前記障害により影響を受けるサービス候補を抽出する抽出手段と、
   前記抽出された影響サービス候補の端点間の疎通を前記確認手段により確認することで、障害により影響を受けるサービスを特定する特定手段と、
   を備えていることを特徴とする影響サービス特定装置。
2. 前記確認手段は、前記サービスの端点において受信可能なＣＣＭのＭＥＰ ＩＤを確認することにより前記端点間の疎通を確認する手段であることを特徴とする請求項１に記載の影響サービス特定装置。
3. 前記抽出手段は、
   前記障害情報から障害発生ＩＰアドレスを取り出し、
   前記端点情報の全てのシングル予約に対して、
   前記障害発生ＩＰアドレスが前記シングル予約の端点のＩＰアドレスのいずれかと等しいか比較し、等しい場合、該シングル予約を影響サービス候補として抽出する手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の影響サービス特定装置。
4. 前記特定手段により特定された影響を受けるサービスの端点間にリンクトレースを実行し、障害発生地点を特定する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の影響サービス特定装置。
5. 提供または予約サービスの端点情報を収集する収集ステップと、
   前記端点からの障害情報を収集する障害通知ステップと、
   前記障害情報と前記端点情報から、前記障害により影響を受けるサービス候補を抽出する抽出ステップと、
   前記抽出された影響サービス候補の端点間の疎通を確認することで、障害により影響を受けるサービスを特定する特定ステップと、
   を含むことを特徴とする影響サービス特定方法。

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