TWI280511B - Method for creating service instances in a computing grid, system thereof, and machine readable storage thereof - Google Patents
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Description
1280511 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於分散式計算之領域，其中包含全球資訊網 服務與栅狀服務，且更明確地說係關於，透過—柵狀機制 之運作，分散式服務實施例之預期產生。 【先前技術】 全球資訊網服務代表分散式計算之領先技術，且被視為 用於開發一真正通用模型之基礎，其中該模型是用於支援 經由全球資訊網之以組件為基礎之應用的迅速開發。全球 資訊網服務在本技藝領域中為眾所知包含一堆疊之出現標 準，且該等標準描述一服務導向，以組件為基礎之應用架 構。明確地說，全球資訊網服務是鬆散耦合，可重複使用 之軟體組件，其中該等組件以語義方式封裝離散功能，且 疋i由彳示準之網際網路協定來配送與以程式設計方式來存 取。 在概心上，全球資訊網服務代表一模型，其中程序之離 散工作廣泛配送至一加值網路之各處。明顯地，許多業界 專家涊為服務導向之全球資訊網服務之開啟是網際網路之 下’貝化階段。一般而言，全球資訊網服務可藉由一介面 來定義，例如全球資訊網服務定義語言（WSDL)，且可根據 該介面來建構，然而建構細節並不重要，只要建構符合全 球貝Λ網服務介面。一旦一全球資訊網服務已根據一對應 面又到建構，該建構可登錄於一全球資訊網服務登錄 為，例如通用描述，尋找與整合介面（UDDI)，而此在本技
O:\90\90641.DOC 1280511 藝領域中為眾所知。一旦登錄，全球資訊網服務可受到服 務請求者之存取，透過使用任何支援傳訊之協定，其中包 含例如簡單物件存取協定（SOAP)。
在支援全球資訊網服務之服務導向應用環境中，以即時 方式動態定址可靠服務及整合該等可靠服務以符合應用之 目標已被證實存在許多問題。當登錄時，目錄與尋找協定 提供一基本結構以用於建構服務檢測，且單單服務至服務 互連邏輯，登錄器，目錄，與尋找協定並不適合分散式交 互運作。相反地，更結構化，格式化機制可為便利全球資 訊網服務之配送以用於統一應用之形成所必需。
明顯地，透過開放栅狀服務架構（OGSA)之栅狀機制之機 能可提供協定，以用於以一方式跨越分散式系統之全球資 訊網服務之尋找與結合，其後稱為’’柵狀服務π，其中單獨 透過登錄器，目錄與尋找協定之使用則無法完成前述工 作。如下列二篇論文所述：Ian Foster，Carl Kesselman，與 Steven Tuecke所著之論文，’’The Anatomy of the Grid’’，刊 於 Inti J 〇 Supercomputer AppHcations (2001)，與 Ian Foster， Carl Kesselman，Jeffrey M. Nick與 Steven Tuecke所著之論 文，’’The Physiology of the Grid’’，刊於Globus.org (June 22，2002)，栅狀機制可提供分散式計算基礎結構，且透過 該基礎結構，請求從屬可產生，命名及尋找栅狀服務實施 例0 柵狀服務藉由下列方式來延伸單單全球資訊網服務··提 供增強之資源共享與排程支援，複雜分散式應用共同所需
O:\90\90641.DOC 1280511 之長時間狀態之支援，以及企業間合作之支援。此外，雖 然全球資訊網服務只探討持續性服務之尋找與啟動，伸栅 狀服務支援暫時服務實施例，其中該等實施例可以動能方 :受到產生及摧毁。使用柵狀服務之明顯好處可包含擁有 貢訊科技之成本降⑯，由於計算資源之更有㉗率運用；與 整合各種計算組件之容易度之改良。因此，栅狀機制二 尤其’符合OGSA之柵狀_，可建構一服務導向架構，且 透過該架構’-用於分散式系統整合之基礎可受到提供— 甚至跨越組織域。 &在運作中，柵狀服務可視需要而受到實現以容納輸入之 請求來存取指定之栅狀服務。通f，—旦對於_栅狀服務 之存取受到請求，則栅狀機制可定址一確認之相容建構， 且以該建構為基礎，栅狀服務之一實施例可受到產生以滿 足该存取請求。此外，存取請求可藉由確認之相容建構之 一已產生實施例來滿足。當產生之實施例之容量逐漸變得 過重以致產生之實施例無法再適當滿足來自從屬請求者之 所有存取請求時，栅狀機制可產生新的柵狀服務實施例以 滿足請求之滿溢。明顯地，當對於一量測之負載而言柵狀 服務實施例被視為非必要時，已經產生之柵狀服務實施例 可依需要而定受到解除。 但疋’ 一請求，但過載之栅狀服務之新實施例將不會受 到產生’直到已經產生之請求柵狀服務實施例所感受之負 載達到不適當之位準為止。另外，當個別之柵狀服務可形 成且通常的確只形成一應用之一部份時，相關之栅狀服務
O:\90\90641.DOC 1280511 可與個別柵狀服務所感受之過載同步而變成過載。然而， 相關柵狀服務之新實施例不會受到產生，直到一分別與獨 之刀析獲彳于下列結論··相關柵狀服務之新實施例將受到 需要。因此，珍貴之計算資源可能不必要地消耗在決定何 日守產生栅狀服務之新實施例以容納負載之增加。另外，在 午夕（*月$中夕於必要之拇狀服務實施例可受到產生以不 自主的回應負載之增加。 【發明内容】 本备月疋種方法與系統，以用於在一計算柵中產生服 務實施例。該方法可包含··在計算栅中排程—服務以處理 一凊求異動之至少一部份。相關於排程服務之至少一額外 服務可受到辨識，且相關於排程服務之該至少一額外服務 之一負載條件可受到評估。如果負載條件超過臨限負載， 則該至少一額外服務之一新實施例可受到產生。以此方 式，在計算栅之預測之負載增加之前，相關服務用於處理 異動之容量增加可受到建立。 在本發明之一方面，排程步驟可包含在計算栅中定址一 服務實施例，該實施例已根據一服務受到產生，且該服務 受到配置以存取用於滿足請求異動之至少一部份所需之資 源。定址之服務實施例之負載條件可受到評估。隨後，如 果定址之服務實施例之負載條件超過臨限負載，則配置之 服務之一新實施例可受到產生。否則，請求異動之部份可 指配給定址之服務實施例，其中負載條件未超過臨限負 載。在此方面，產生步驟可包含下列步驟：如果負載條件 O:\9O\90641.DOC -9- 1280511 超過根據服務等級合約（SLA)之條款指定之臨限負載，則產 生該至少一額外服務之一新實施例。 在本發明之另一方面’辨識步驟可包含··監測計异桃之 不同服務所處理之不同類型異動所存取的個別資源。除此 之外，不同服務可受到查詢以決定不同服務之所屬資源功 能。最終，不同服務之選定服務可受到辨識成為相關服務， 其中不同服務之選定服務所存取之個別資源，與所屬資源 功能是藉由異動類型預先受到決定，以相關於排程服務所 處理之異動。 一預測型柵狀服務實施例產生系統可包含一服務產生工 廠，且該工廠置放於一柵狀服務主機，並受到配置以在一 對應計算柵中視需要而定實現柵狀服務。此系統也可包含 一監測器，該監測器受到程式設計以監測計算柵所排程之 異動來辨識相關之柵狀服務，及評估計算柵柵狀服務之個 別實現服務之同時負載條件。最後，此系統可包含一耦接 至服務產生工廠與監測器之排程器。 明顯地，排程器可排程接收之異動請求，且該等請求要 受到計算栅之柵狀服務之選定實現服務的處理，其中實現 服務之負載條件允許如此做。排程器進一步可請求服務產 生工廠產生新的柵狀服務實施例，其中實現服務之負載條 件需要如此做。最後，排程器更可請求服務產生工廠產生 監測器所辨識之相騎狀服務之新實施例，其中相關拇狀 服務之負載條件需要如此做。 在本發明之一 重要方面，至少一 SLA進一步可受到 包
O:\90\9064l.DOC -10- 1280511 、X A可扣疋可用性與回應性條款至少其中之-， J此為基礎可決定何時負載條件允許一指定柵狀服務之 、戰條件而要產生一指定栅狀服務之新實施 例。在本發明之另一重 ^ 要万面’異動指標之一資料儲存器 了父到k供，其中臣七、、目丨|哭 /、 i 為收木該等指標以用於辨識相關之 恥服矛乃4達成此目才票，該等異動指標可包含栅狀服務 <里之異動』型所用之資源’與柵狀服務指定用於存取 該等資源之資源功能。 【實施方式】 本發明是-種方法㈣統，以用於在—計算柵中以啟發 方法為基礎預測服務需求來產生全球資訊網服務之實施 4J根據原創性配置，汁异栅之不同全球資訊網服務之間 的關係可受到決定。以此決定為基礎…全球資訊網服務 之實現可導致其他相關之全球資訊網服務之先佔實現，以 預測用於產生相關全球資訊網服務之額外服務實施例以滿 足未決負載之立即需求。明顯地，用於產生相關服務之實 施例之預期負載臨限可以服務等級合約（SLA)之條款為基 礎0 圖1是一全球資訊網服務栅之方塊圖，該柵具有一預測系 統，以用於根據本發明在全球資訊網服務柵中產生全球資 訊網服務實施例。如熟悉本技藝領域者應可明瞭，全球資 訊網服務栅可配置成為具有一或更多栅主機120,且該等主 機跨越一電腦通訊網路11 〇，例如網際網路，以栅狀方式彼 此連接以進行通訊。個別請求從屬190可向該等栅主機120
O\90\90641.DOC -11 - 1280511 之一或更多主機請求全球資訊網服務之存取。明確地說， 如在本技藝領域為眾所知，以S0AP、編碼之訊息可在請求從 屬190與栅主機120之間互傳。該等訊息可包含尋找特定全 球資訊網服務之位置之請求，以及該等請求之回應，其中 請求之全球資訊網服務之網路位置受到揭露。 柵主機120可以集中方式置放於—飼服器計算裝置以 内，或以分散方式置放成為跨越多個伺服器計算裝置。無 論是何種方式，一全球資訊網伺服器14〇可受到提供，且該 词服器可配置成為回應對於内容，例如標記文件，之網路 請求。普通熟悉本技藝領域者應可瞭解，全球資訊網伺服 器140可受到配置以處理超文字轉移協定（Ηττρ)訊息，及配 送標記，例如超文字標記語言（HTML)格式化文件，可延伸 標記語言（XML)格式化文件等等。 全球貧訊網伺服器14〇可在柵主機12〇中連接至一應用伺 服器150以進行通訊。應用伺服器在本技藝領域為眾所知， 且通常配置成為處理機器碼，以、經過解譯之方式或以原始 格式。傳統之應用伺服器處理伺服器端邏輯，例如腳本與 servlet。無論如何，應用伺服器15〇可連接至一全球資訊網 服務引擎160,且該引擎受到配置以實現個別全球.資訊網服 務於一或更多全球資訊網服務包含器13〇。重要的是，每一 全球資訊網服務包含器13〇皆可存取一或更多支援應用 180,例如標記解析器或標記轉碼器。因此，運作於一包含 态130内之全球資訊網服務可存取該等支援應用1 80之運作 功能。
O:\90\90641.DOC -12- 1280511 重要的是，一柵狀服務機制170可置放於每一栅主機120 内。柵狀服務機制170可建構一栅狀服務介面，例如OGSA 定義及，例如，下列文件所指定之介面：Globus Project，
Globus Toolkit Futures: An Open Grid Services Architecture，
Globus Tutorial，Argonne National Laboratory (2002年 1 月 29 曰）。如在本技藝領域為眾所知，一 OGSA相容型柵狀服務 介面可包含下列介面與行為：
1 ·全球資訊網服務產生（工廠） 2·總體名稱（柵狀服務處理）與參考（栅狀服務參考） 3.壽命管理 4 ·登錄與尋找 5·授權 6.通知 7 ·並行 8 ·可管理性
在此方面，栅狀服務機制17 〇可包含一工廠介面，且該介面 能夠使用”工廠產生服務”來複製選定之全球資訊網服務之 實施例成為新的或先前存在之應用包含器。 重要的是，柵狀服務機制170可實現跨越一或更多遠端柵 主機120之一請求全球資訊網服務之複製實施例。尤其，為 符合栅狀架構之意含，其中個別之遠端柵主機120所感受之 處理負載超過可接受或預先指定之容量，則其他的個別遠 端柵主機120可受到選擇以做為選定之全球資訊網服務之 新實施例的主機。不同於傳統之柵狀服務機制，柵狀服務 O:\90\90641.DOC -13- 1280511 機制170不僅可以預測方式吝斗西+、 ^ l 乃A產生要求之全球資訊網服務之 實施例，而且柵狀服務機制 市J i7〇也可產生相關全球資訊網服 務之實施例以容納預期之負載。 更明❸也說，監測程序200A可監測不同類型之應用異 動所用之資源。異動’就本發明之目的而言，可包含位 於計算柵之-應用所執行之任何程序。異動之範例可包 含管理m统之查詢運作，或金融處理系統之借贷運 作。各種類型之應用異動所用 <資源集合可寫入固定儲 存器200C以供稍後用於，以預測與啟發方式，決定是否 產生一全球資訊網服務與相關全球資訊網服務之新實施 例。 除了所用之資源以外，監測程序2〇〇A可查詢計算柵之全 球資訊網服務以辨識他們個別之所屬資源功能。尤其，監 測程序200A可決定那些類型之資源可供對應之全球資訊網 服務存取，與該等資源可供對應之全球資訊網服務存取至 何種程度。最後，監測程序200A可查詢計算栅之全球資訊 網服務以決定一感受負載。但是，在每一前述情形中，熟 悉本技藝領域者應可認知：本發明未受限於主動查詢。相 反地，在訂購或觀察者模型之下，計算栅之全球資訊網服 務可以主動方式報告所屬之資源功能與負載給監測程序 200A。但是，在每一種情形中，收集之指標可儲存於固定 儲存器200C。 在監測程序200A之後，排程器200B可接收一異動請求， 且排程器200B可擷取儲存於固定儲存器2〇〇c之指標以回 ° \90\90641.DOC -14- 1280511 應於該異動請求。排程器200B隨後可以啟發方式施加擷取 之指標，以決定用於排程接收之異動之方式。更明確地說， 排程器200B可辨識特定柵主機丨2〇之特定包含器i 3〇之特定 全球資訊網服務，以滿足請求之異動之部份。在需要之處， 額外之全球資訊網服務實施例可受到產生以滿足請求之異 動之。卩伤。最後，相關之全球資訊網服務實施例可受到產 生，不必然是用於滿足計算柵之已經產生全球資訊網服務 實施例所感受之同時負載，而是用於滿足根據儲存於固定 儲存器2 0 0 C之指標以啟發方式預測之預期負載。 圖2是展示一程序之流程圖，且該程序是用於以預測方式 排程圖1之全球資訊網服務柵之全球資訊網服務實施例。開 始於區塊210，一異動請求可受到接收。在區塊22〇，異動 類型可受到辨識。在區塊230，服務該異動所需之資源可以 辨識之異動類型為基礎受到決定。在區塊24〇,計算栅之已 知服務提供者可受到定址，且該提供者已受到配置以存取 所需之資源。 在區塊250，每一定址之服務提供者可受到查詢以決定同 時之感受負載。在決定區塊260，如果一新服務實施例必須 受到產生以存取請求異動所需之資源其中之一或更多，貝q 在區塊280，該服務之一實施例可產生於計算柵之一拇主 機。熟悉本技藝領域者應可明瞭，可為下列每一服務產生 新的服務實施例：該服務能夠存取所需之資源，但是其之 負載超過臨限負載’且一旦超過臨限負載，則該服務無法 適當提供所需資源之存取。縱然如此，如果存取所需資源 O:\90\90641.DOC -15 - 1280511 無需新的服務實施例，在區塊270，異動可根據定址之服務 之現存實施例來受到排程。 在決定區塊290,已知相關於產生服務實施例之額外服務 可以先前搜集之指標為基礎受到辨識。在決定區塊3〇〇，每 一辨識之相關服務之負載可受到測試以決定是否相關服務 之一新實施例應受到產生，以滿足一預期之未決請求。最 後，在區塊310，當適合時，選定之相關服務之實施例可根 據負載决疋之要求叉到產生，且在此之後在區塊謂，接收 之異動可受到排程。 本發明可利用硬體，軟體，或硬體與軟體之組合來實現< 本發明之方法與系統之一建構可以集中方式實現於一電腦 系統，或以分散方式實現，其中不同元件分佈於許多互連 之電腦系統。任何種類之電腦系統’或調整成為實施本文 所述之方法之其他裝置，皆適合執行本文所述之功能。 一典型之硬體盥敕體細人 電腦系統，且該電腦η 為〜有一電腦程式之通用 if ^ Γ 當受到載人及執行時，控制該 1糸統心其執行本文料之方法。本發 一電腦程式產品，曰兮； ^ 电腦程式產品包含用於致能本文所 :之方法之建構的所有特點，且當載 電腦程式產品能夠執行該等方法。 ％該 本文之電腦程式或應用音入 以任何語言撰寫m…日7 "^之任何表示式， -且有:…理/ 符號，且該指令集合意欲導致 或在下列二件事之任一 以直接方式 或一者之後丨）轉換成為另一語言，
O:\90\9064i.DOC -16 - 1280511 程式碼或符號；2)以不同素材型態受到複製。重要的是， 本發明可在不脫離本發明之精神或基本屬性之下以其他特 定型態來實現，且因此，應參考下列申請專利範圍，而非 前述說明，以顯示本發明之範疇。 【圖式簡單說明】 附圖展示目前較佳之實例，但是，應可瞭解本發明未受 限於所展示之特定配置與方法，其中： 圖1是一全球資訊網服務柵之方塊圖，該栅具有一預測系 統’且該預測系統是用於在全球資訊網服務柵中，根據本 發明’產生全球資訊網服務實施例；且 圖2是一流程圖，該流程圖展示一程序，且該程序是用於 在圖1之全球資訊網服務栅中以預測方式產生全球資訊網 服務之實施例。 【圖式代表符號說明】 110 全球資訊網 120 拇主機 130 包含器 140 全球資訊網伺服器 150 應用伺服器 160 全球資訊網服務引擎 170 柵狀服務 180 支援應用 190 請求從屬 200A 監測器
O:\90\90641.DOC -17- 1280511 200B 排程器 200C 指標 O:\90\90641.DOC -18
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- ΐ2·^31〇!756 號專 利申請案 Ρ 中文申請專利範圍替換本(95年7月） ' ... ' ., 拾、申請專利範圍： 之方法，該方法 1 · 一種用於在一計算柵中產生服務實施例 包含下列步驟： 之至少一部 在計算柵中排程一服務以處理一請求異動 份； 辨識相關於邊排程服務之至少一額外服務· 評估相關於該排程服務之至少一額外服務之 件；與 2· 若該負載條件超過臨限負s，則ϋ該至少—額外 務之一新實施例。 如申請專利範圍第㈣之方法，其中該排程步 步驟： 服 驟包含下列 在計算栅中定址-服務實施例，該實施例係根據一服 務產生，該服務配置以存取用於滿足該請求異動之至少 一部份所需之資源； 少 坪估忒疋址之服務實施例之一負載條件；與 若該定址之服務實施例之負載條件超過臨限負載，則 產生該配置服務之-新實施例；㈣負載條件未超過臨 限負載’則指配該請求異動之部份至較址之服務實施 例。 •如申晴專利範圍第!項之方法，其中該辨識步驟包含下列 步驟： 孤測又到不同類型之異動之存取的個別資源，其中該 等異動受到計算柵之不同服務之處理； 90641-950725.doc 1280511 查《旬》亥等不同服務，以決定該等不同服務之所屬資源 功能；與 辨識該等不同服務之選定服務成為該等相關服務，其 中受到該等不同服務之選定服務存取之資源的個別資 源與所屬貝源功能係藉由異動類型預先決定，以相關 於該排程服務所處理之異動。 4·如申請專利範圍第1項之方法，其中該產生步驟包含下列 步驟·右该負載條件超過一臨限負载，則產生該至少一 額外服矛力t新實施例，其巾該臨限負載絲據服務等 級合約（SLA)之條款指定。 5·如申請專利範圍第2項之方法 — ^只之万法，其中產生該配置服務之一 新實施例之步驟包含下列击 卜幻步驟·若該定址服務實施例之 負載條件超過-臨限負載，則產生該配置服務之一新實 施例，其中該臨限負截 貞'根據服務等級合約（SLA)之條款 =疋；若該負載條件未超過該臨限負载，則指配該請求 …動之部份至該定址之服務實施例。 6. 一種用於在一計算柵中產 ， ^服務貫施例之系統，包含·· 服矛力工廠w亥工廠置放於一栅狀服務主 配置以在對應之古十曾M ^ 卜、‘ ^ 又照需要來實現柵狀服務； -監測器’該監測器受到程式設計 ::一異動以辨識相關之拇狀服務，與評 =之柵狀服務之個別實現拇狀服務的同時負載條件； 測 排程器’該排程器耦接至該服務產生工廠與該監 90641-950725.doc 1280511 a ’該排程器⑴排程接收之異動請求’且計算柵之該等 栅狀服務之選定實現柵狀服務處理該等請求，其中該等 實現柵狀服務之負載條件允許如此；⑺請求該服務產生 工薇產生該等栅狀服務之新實施例，其中該等實現概狀 服務之負載條件要求如此；與（3)請求該服務產生工廠產 生該監測器辨識之相關栅狀服務之新實施例，其中該等 相關柵狀服務之負載條件要求如此。 7·如f請專利範圍第6項之系統，進—步包含至少一服務等 級合約（SLA)，該SLA具有可用性與回應性條款至少其十 之一，且以該SLA為基礎可決定何時負載條件允許一指定 柵狀服務之排程’與何時負載條件需要產生—指定拇狀 服務之新實施例。 8. 如申請專利範圍第6項之系統，進一步包含一異動指桿之 資料儲存器，且該監測器收集該等指標以用於辨識該等 相關之柵狀服務。 9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該等異動指標包含該 等柵狀服務所處理之異動類型所用之資源，與該等栖狀 服務用於存取該等資源所指定之資源功能。 •種用於在-§十异才冊中產生服務實施例《機器可讀取型 儲^器，一電腦程式儲存於該儲存器，該電腦程式包含 一指令常式集合以用於導致機器執行下列步驟： 在計算柵中排程一服務以處理一請求異動之至少一部 份； 辨識相關於該排程服務之至少—㈣服務； 90641-950725.doc 1280511 評估相關於該排程服務之至少一額外服務之一負載條 件；與 ' 若該負載條件超過臨限負載，則產生該至少一額外服 務之一新實施例。 11·如中請專利範圍第H)項之機器可讀取型儲存器，其中該 排程步驟包含下列步驟·· 在计异栅中疋址-服務實施例，該實施例係根據一服 務產生，該服務受収置以存取用於滿足該請求異動之 至少一部份所需之資源； 評估該定址之服務實施例《一負載條件；與 若該定址之服務實施例之負載條件超過臨限負載，則 產生該配置服務之-新實施例；㈣負載條件未超過臨 限負載’則指配該請求異動之該部份至該定址之服務實 施例。 12.如申請專利範圍第1G項之機器可讀取型儲存器，其中該 辨識步驟包含下列步驟： / 監測受到不同類型之異動之存取的個別資源，其中該 等異動受到計算栅之不同服務之處理； Λ 查詢該等不同服務以決定該等不同服務之所屬資源功 能，與 辨識料不同服務之選定服務成為該等相關服務，复 中受到该等不同服務之該等選定 、 資源，與該等所屬資源功能係藉 刎 丁稽田呉動類型預先受到 定，以相關於該排程服務所處理之異動。 /、 90641-950725.doc -4 · 13·如申請專利範圍第1〇項之機器可讀取型儲存器，其中該 產生步驟包含下列步驟：若該負載條件超過一臨限負 載，則產生該至少一額外服務之一新實施例，其中該臨 限負載係根據服務等級合約（SLA)之條款指定。 14.如申請專利範圍第u項之機器可讀取型儲存器，其中產 生該配置服務之一新實施例之該步驟包含下列步驟：若 4疋址服務貝施例之負載條件超過一臨限負載，則產生 ，配置服務之-新實施例，其中該臨限負載是根據服務 等、、及口約（SLA)之條款指定；若該負載條件未超過該臨限 負載則彳曰配省％求異動之部份至該定址之服務實施例。 90641-950725.doc
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