JPH03128562A - 内部回路網の内部経路選択方式 - Google Patents

内部回路網の内部経路選択方式

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JPH03128562A
JPH03128562A JP2058246A JP5824690A JPH03128562A JP H03128562 A JPH03128562 A JP H03128562A JP 2058246 A JP2058246 A JP 2058246A JP 5824690 A JP5824690 A JP 5824690A JP H03128562 A JPH03128562 A JP H03128562A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 I産業上の利用分野J 本発明は、負荷均衡化のための内部経路選択方式に関し
、特に電子交換機に用いられる共通線信号(CCS)シ
ステム内のメツセージ通信処理プロセッサ(MHP)間
の作業負荷(仕事量)を均衡化して、信号メツセージ処
理能力を改良するための内部回路網における内部経路選
択方式に関する。
[従来の技術1 以下に、第1図から第3図を参照して従来技術について
説明する。
第1図は、CCITT(国際電信電話諮問委員会)NO
97通信方式での機能レベル構造と0SI(開放形シス
テム間相互接続〉層の関係を示す。共通線信号方式のC
CITT No、7では、レベル1の信号データリンク
機能、レベル2の信号リンク機能、レベル3の信号ネッ
トワーク機能およびレベル4のユーザ部機能がある。こ
のユーザ部機能は応用(アプリケーション)のための必
須部分機能、l5DN(デジタル総合サービス網)ユー
ザ部機能および電話ユーザ部機能とに大別され、これら
の機能は本図においてO3Iで示された7つの層との比
較で示されている。このような共通線信号方式を行うた
めの配列は実現するタイプに依存して独自の構造をとる
第2図は電子交換機の共通線信号システムの概略構成を
示す。このシステムはレベル1の機能を行うための信号
データリンク、レベル2の機能を行うための信号端末(
ST)、レベル3の機能を行うためのメツセージ通信処
理プロセッサ(MHP)およびレベル4の機能を行うた
めのユーザ部プロセッサ(up)から成る。さらに、こ
のシステムは信号端末とメツセージ通信処理プロセッサ
との間の通信路を供給するメツセージ転送ネットワーク
(MTN) 。
およびユーザ部プロセッサとメツセージ通信処理プロセ
ッサとの間の通信路を供給する制御インタワーキング(
網間接続)ネットワーク((:IN)を含む。
従って、全ての信号端末と全てのユーザ部モジュールは
これらのネットワークを通じてどのメツセージ通信処理
プロセッサとも通信を行うことができる。
第2図のシステムにおける信号端末は信号データリンク
を通じて遠隔の交換機から信号メツセージを受信し、レ
ベル2のプロトコル(通信規約)を処理した後に、その
受信した信号メツセージをメツセージ転送ネットワーク
を経由してメツセージ通信処理プロセッサへ送る。メツ
セージ通信処理プロセッサは、これらの信号メツセージ
を、レベル3のプロトコルの信号メツセージ通信処理機
能を実行した後に、制御インタワーキングネットワーク
を経由してユーザ部プロセッサに送る。他方、ユーザ部
の個々の交換機から発生する信号メツセージは制御イン
タワーキングネットワークを経由してメツセージ通信処
理プロセッサに送られる。メツセージ通信処理プロセッ
サはこれらの信号メツセージを、レベル3のプロトコル
の信号メツセージ通信処理機能を実行した後に、メツセ
ージ転送ネットワークを経由して信号端末に送る。そし
て、信号端末は信号データリンクを通じて遠隔の交換機
へそれらの信号メツセージを転送する。
遠隔の交換機からの信号メツセージに対する入来経路選
択(インカミング ルーチング)でのメツセージ通信処
理プロセッサからユーザ部への経路選択、および遠隔の
交換機への信号メツセージに対する出発経路選択(アウ
トゴーイングルーチング)でのメツセージ通信処理プロ
セッサから信号端末への経路選択は、CCITT No
、7のプロトコルの仕様書に基づいて行われる。しかし
ながら、入来経路選択での信号端末からメツセージ通信
処理プロセッサへの経路選択と、出発経路でのユーザ部
からメツセージ通信処理プロセッサへの経路選択に対し
ては、適切な方法(複数)が適用可能である。
[発明が解決しようとする課題1 従って、信号端末からメツセージ通信処理プロセッサへ
、およびユーザ部からメツセージ通信処理プロセッサへ
の経路選択は、任意に設定した方法で行うことが可能で
あり、かつメツセージ通信処理プロセッサへの負荷の割
当は、それらの方法によっても達成することが可能であ
る。各ユーザ部あるいは各信号端末とメツセージ通信処
理プロセッサとを任意に結びつけることで経路選択を達
成する単純な方法が利用できるけれども、そのような方
法では故障のメツセージ通信処理プロセッサがある場合
には、各メツセージ通信処理プロセッサにトラフィック
負荷を均等に割り当てることは困難であるという問題が
ある。また、実在の経路選択方式では、メツセージ通信
処理プロセッサ間で連続に故障が発生したときには、シ
ステムは負荷の集中を示し、そのため、メツセージ通信
処理プロセッサの実行量を減することとなる。その結果
、負荷の均等配分の程度は、メツセージ通信処理プロセ
ッサの実行量に大いに影響を与え、そのため共通線信号
システムの全体の実行量に大きな影響を与えることにな
る。
以下に、負荷の不均衡(アンバランス)により影響され
るMHP (メツセージ通信処理プロセッサ)の処理容
量(キャパシティ)の限界曲線を得るための方法(アプ
ローチ)の記述と、共通線信号システムの信号メツセー
ジ処理容量に対する負荷不均衡の影響について示す。
以下のパラメータ(変数)を定義する:V   MHP
の合計CPU時間に対する利用可能なメツセージサービ
ス時間の割合 ん  CCS (共通線信号)システムにおける合計仕
事量(メツ上−9フ秒) N   CCSシステムにおけるMHPの個数γ  不
均衡係数(各ステージにおける平均仕事量のピーク率) S   MHPの平均サービス時間 MHPは一般にプロセッサとDMA (直接メモリ転送
)装置のような入出力装置を有するので、平均サービス
時間Sの近似式は次式で表わすことができる。
S = 2(CT++BTo/U )+Tp     
   ・・・ (1)ここで、 C: DMA初期化のための命令数 T、:1命令当りの平均実行時間 B:平均メツセージ長くビット) To:単位データ当りのDMAデータ転送時間U:単位
データ長(ビット) Tp : CPUによる1メツセージ当りのプロトコル
処理時間 M)IP処理容量の限界曲線はMHPの平均サービス時
間によって決まり、不均衡トラフィックでのMHPはγ
λ/Nの合計仕事量を有する。
従って、我々はメツセージサービス時間■を(S)(γ
、t /N)として表わすことができる。上式(1)に
おいて、平均メッセージ長BはR/Lで置換することが
でき、ここでRはMHPの最大ビットレート(率)であ
る。それ故、 V=(γん/N)[2(CT、+(R/λ)Tl+/U
)+TP] 。
の式をRに関して再配列した結果は次のようになる。
R=0.5 UVN/(γTo)−λU (CTr +
0.5Tp)To ”・(2)第3図は共通信号線シス
テムに用いられている16個のメツセージ通信処理プロ
セッサ(N=16)の場合の限界曲線を示す。第3図に
おいて、直線で示した平均メッセージ長と限界曲線の交
わる地点のX座標に相応するメツセージ数尤はMHP処
理容量の臨界値となる。数値解析のため、目標構成は次
の係数値を有しているものと仮定する:Ir・1.8 
g、 s、To= 2.75μs、Tp=0.2ms、
C=10. U =8゜V=0.6゜この図において、
完全につり合いのとれた作業負荷構成(γ=1)と電話
応用(アプリケーション)のために見積もられた15オ
クテツト(Octets)のメッセージ長でのメツセー
ジ処理容量は約28.000メツセ一ジ/秒である。不
均衡な作業負荷(γ=1.4)の場合は、しかしながら
、そのメツセージ処理容量は20.000メツセ一ジ/
秒よりも少なくなる。それ故、負荷の均衡化はシステム
性能において非常に重要である。
そこで、本発明の目的は、メツセージ通信処理プロセッ
サへの負荷均衡により共通線信号システムの実行量の増
加を達成できるようにした内部ネットワークにおける内
部トラヒック経路選択方式を提供することにある。
[課題を解決するための手段1 上記目的を達成するため、本発明は、回線識別コード(
CIC) 、最初のポイントコード(DPC)および転
送先ポイントコード(DPC)を含む信号メツセージを
信号データリンクを通して送信および受信を行う多数の
信号端末、メツセージ転送ネットワークを経由して該信
号端末に接続された複数のメツセージ通信処理プロセッ
サ、および制御インタワーキングネットワークを経由し
て該メツセージ通信処理プロセッサに接続された多くの
ユーザ部プロセッサとから構成される共通線信号システ
ムにおいて、メツセージ処理選択コードとして信号メツ
セージの回線識別コードの下位ビットを規定するステッ
プと、アクティブなメツセージ通信処理プロセッサの数
で前記メツセージ処理選択コードを割ったときに得られ
る残漬に基いて、信号メツセージが全てのアクティブな
メツセージ通信処理プロセッサに均等に分配されるよう
に、前記ユーザ部プロセッサと前記信号端末内のルーチ
ングテーブルを設定するステップと、および前記ユーザ
部プロセッサあるいは前記信号端末から前記メツセージ
通信処理プロセッサへ経路選択を行うステップとを具備
することを特徴とする。
[作 用1 本発明では、メツセージ通信処理プロセッサ(MHP)
のいずれかが故障したときには、引継ぎ手段によりその
故障したMHPに割り当てられていた複数のメツセージ
処理選択コード(Ml(SC)を利用可能なアクティブ
状態の各Ml(Pにほぼ均等に再割付けしてルーチング
テーブルを更新し、この更新したルーチングテーブルを
基に信号メツセージのMHPへの経路選択を実行するよ
うにしているので、信号メツセージの各Ml(Pへの分
配が実質的に均等に行われ、かつ故障したMHPの数に
関係なくMHPの負荷バランスを維持することができる
。この負荷の均衡化により共通線信号方式の信号処理容
量の顕著な向上が得られる。
[実施例1 以下に、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
第4図はCCITT No、7通信方式におけるMSU
 (メツセージ信号ユニット)のルーチングラベル(経
路選択ラベル)を示す。第4図において、(1)は回線
識別コード(CIC)を示し、(la)はメツセージ処
理選択コード(MHSC)を示し、(2)は最初のポイ
ントコード(DPC)を示し、および(3)は転送先ポ
イントコード(DPC)を、本発明で用いられる回線識
別コードとともに示す。
CICは市内線回路(トランク サーキュト)と電話交
換機間を識別するために離散的にランダム可変となり、
市内線回路はほぼ実質的に均等に使用されている。従っ
て、交換機によって発生され、あるいは交換機によって
受信された共通線信号メツセージ内に含まれているCI
C(1)の値は、Oから(12”−1)間の範囲で均等
に0分散されている。
ここで、CIGの下位にビット(0(K<123をMH
SCと定義する。GIC(1)の値はOと(12”−1
)との間の範囲で実質的に均等に分散しているので、 
MHSC(la)の値もまた実質的にその範囲で均等に
分散されている。よって、CIC値のいずれか1つが特
定のメツセージに割当てられることとなる確率は2−1
2に等しくなる。言い換えれば、交換機内で発生した信
号メツセージの全体の数をMとすれば、そのいずれか1
つのCIC値を有するメツセージの数はMネ2−1と等
しくなる。ここで、MHSC(la)の値のいずれか1
つが2値数でDDD・・・D(D=0又はo=i)で表
わされるものとすれば、このMH5C値を含んでいるc
rc値は2値数テXXX−XDDDD ・D(X=0又
はX=1)と、1つのMH3C値のために表わされ、全
体で212−にのCIC値となる。従って、いずれか1
つのMHSC(la)値を含むCIC(1)の数は、M
HSC(la)値よりもむしろkの値にだけ依存してお
り、全MHSC(la)値に対して一定の21!−にと
なる。いずれか1つのCIC(1)値を有するメツセー
ジ数はM*2−”と等しく、またいずれか1つのMHS
C(la)値を有するCIC(1)の数は212−kに
等しいのであるから、いずれか1つのMHSC(la)
を有するメツセージ数はM* 2−1 * * 21 
Z −k = M参2−″に等しくなる。それ故に、メ
ツセージの数は全MHSC(la)に対してkの値にだ
けに依存していることから、M$2−”のメツセージは
均等に分配される。従って、このMHSCの均等分配特
性を用いて、負荷均衡と経路選択の問題を解決すること
ができる。
以下に、本発明による経路選択方式を更に体系的に説明
する。
(A)故障のないときの正常な経路選択の場合では、信
号メツセージは、MHS(:値をMHPの数Nによって
割算した余り(remnant 、残漬と称する)に基
いて適切に均等に全てのアクティブMHPに分配される
。例えば、残漬Oを有する信号メツセージはMHP#0
へ経路指定され、残漬1を有する信号メツセージはMH
P#lへ経路指定され、残漬iを有する信号メツセージ
はMHP#iへ経路指定され、および残漬(N−1)を
有する信号メツセージはMHP#(N−1)へ経路指定
される。
(B) M)IPのノード(中断点)あるいはMHPの
関連したリンク(信号回線)で故障が発生したときには
、アクティブなMHPの番号をMOPのバーチャル番号
(仮想番号、 VMHP)に番号変更し、MHSC/N
−iの商に基いて引継ぎ(テークオーバ)手続を開始す
る。このMHSC/N−iは利用可能なMHPの数(N
−i)で故障したMHP(i)に割当てられていたMH
SC値を割ったものである。
例えば、商0を有する信号メツセージはVMHP#0へ
経路指定され、商lを有する信号メツセージはVMHP
Jtlへ経路指定され、商jを有する信号メツセージは
VMHP#Jへ経路指定され、また商(N−i−1)を
有する信号メツセージはVMHP#(N−i−1)に経
路指定される。このとき、利用可能なMHPの数が(N
−i)に等しいときに商が(N−i)よりも大の場合に
は、この商を(N−i)に変更した後に、メツセージの
経路指定を実行する。第5図はこのような引継ぎ手続の
一例を示す。本図を参照して、以下に1個のMOPが故
障したときの引継ぎ手続を示す。
(1) MHP#Oが故障となったことを認識する。
(2)次に、ルーチング状態テーブルから故障したMH
P#0に対して割当てられていた全てのMHSCの値を
さがし出し、上記した経路選択方法によりそのさがし出
された各MHSCのそれぞれに対して新しいMHP番号
を決定する。
(3)次に、故障したMHP番号のものを新しいMHP
番号に変更するルーチングテーブルの更新をする。さら
に、マツピング状態コード(MSC)を引継ぎ指示コー
ド(TOIC)によって増加させる。
(4)次に、このルーチングテーブルを全てのユーザ部
プロセッサと信号端末へ一斉回報で送出する。
(5)最後に、ルーチング状態が保守されるようにルー
チング状態テーブルの関連する情報を更新する。
(C)故障したMHPが回復したときには、マツピング
状態コード(MSC)および引継ぎ指示コード(TOI
C)により、直前に引き継ぎのあったMHSC値を復帰
手続でさがし出し、そのさがし出したMHSC値をTO
ICが意味する引き継ぎ回数のところ、すなわち故障し
たMHPの番号、引継ぎ履歴を保守するMSCのところ
へ戻す。
ここで、引き継ぎ(takeover)と復帰(tak
eback)におけるルーチングテーブルの変更例を示
す第6図を参照するに、仮にMHP#0が最初に故障し
て次にMHP#1が故障したとすると、引き継ぎ手続に
従ってルーチングテーブルは図の左から右へと伝達され
る。換言すれば、MHP#0が故障したときは、引き継
ぎ指示コード(TOIC)は1に増加する。
次に、MHP#0に割当てられていたMHSCが引き継
がれた後、その各MH3Cに対するマツピング状態コー
ド(MSC)にTOICの値が加算される。さらに、M
HP#lが故障したときには、引き継ぎ指示コードは1
つ増加するので、2に等しくなる。
次いで、MHP#1に割当られていたM HS Cが引
き継がれた後、その各MH3Cに対するマツピング状態
コード(MSC)にTOICの2が加算される。これに
より、MHSCOのMSCは3に等しくなり、MHSC
IのMSCは2に等しくなり、MH3CKのMSCは1
に等しくなるというようになる。次に、仮にどれか1つ
のMHPが回復したとすると、復帰手続によりルーチン
グテーブルは逆方向に伝達される。このとき、TOIC
の2と等しいか、それ以上の値のMSCで指示されてい
るMHSCを復帰手続でさがす。見つかったMHSCは
回復したMHPへ割当てられる。さらに、その関連した
MSCをTOICで減じた後、そのTOIC:を1に減
少する。このような方法で、MHPが故障したときに引
継がれたMHSCは、元に復帰するので、トラヒック負
荷の均衡(バランス)が達成される。
下記の第1表に、本発明に従う経路選択方式を用いてメ
ツセージを均等に分配した状態の一例を示す。共通線信
号システムで処理すべき1秒当りのメツセージ数がzg
、 oooに等しく、MHPの個数が16に等しく、お
よびCICの下位8ビツト(K=8)がMHSCに規定
されている事例において、正常時のルーチング状態での
メツセージは第1表に示すような方法でそれぞれのMH
Pへ割当てられ、これによりそれらのメツセージは各M
HPが1秒当り1.750の信号メツセージを処理する
ように均等に分配される。
第1表 MHP#0が故障したときには、本発明に従う経路選択
方式により第2(a)表に示すようにメツセージは分配
される。この事例では、1個のMHSCが他のMHPに
比べてMHP#1へさらに多く割当てられる。MHP#
1もまた故障したときは、第2(b)表に示すように、
4個のMHSCがMHP#2とMHP#5にそれぞれ追
加割当てされ、3個のMO2CがMHP#4に追加割当
てされ、かつ2個のMO2Cが残りの11個のMOPに
それぞれ追加割当てされる。
従って、MHPが連続して故障した場合でも作業負荷(
仕事量)は実質的に均等に分配される。
第2(a)表 第2Tbl!! 本発明で提案した経路選択方式の検証のために、故障し
たMHPの個数に対しての負荷不均衡係数の近似式を我
々は誘導した。また、我々は本提案の経路選択方式と従
来方式とを比較した。
本提案の経路選択方式に対しての負荷不均衡係数r、は
次のように近似的に演算することができる。
r、= (Ao+AI+A11+ −+At−t+A+
) / (2V(N−i) )ここで、 AO=  [2に/N ]  。
A、= [AO/(N−1) ] 。
Ai=  [Ao+A+)  /(N−2)  コ 。
J、=: ((AO+AI+A2+””+Al−1)/
(N−1) ) 。
であり、[X]はXと等しいかまたはそれ以上の整数間
での一番小さな値である。
従来方式での負荷不均衡係数rlは次のように近似的に
得ることができる。
r、:  (AO+AI+A2+  −−−+(i+x
)At)  /  (2”/ (N−1)  )ここで
、 Ao=[2”/N ] 。
AI= [A、/N ] 。
Ai= [(AO+2AI)/N ] 。
A+=[(Aa+^、+A2+・・・+tA+−+) 
/ N ] +である。
そこで、第7図を参照すると、ここには最も悪い状態例
で評価された負荷不均衡係数曲線が示されている。この
図において破線の(lO)は従来の経路選択方式による
負荷不均衡係数曲線を示し、実線の(20)は本提案の
経路選択方式による負荷不均衡係数曲線を示す0本図に
示すように、MHPが4個以上故障となった場合におい
て、従来方式に対する負荷不均衡係数は本提案の経路選
択方式に対する負荷不均衡係数の2倍以上に増加するの
で、従来方式でのシステム性能は大幅に減少することに
なる。
それ故、従来方式では、故障したMHPの数が増加する
につれて負荷バランスが減少するということが理解され
よう。しかしながら、本提案の方式では故障したMHP
の数に関係なく MHP間の負荷バランスを維持するこ
とができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の提案方式によれば、MH
P間の負荷の均衡を達成することができるという効果が
得られる。この負荷の均衡により結果として共通線信号
方式の信号処理容量の向上が得られる。
さらに、MHPが故障したとき、あるいは回復したとき
に信号トラヒックを容易に分配することができる。
さらに加えて、オーバーフローした信号トラヒックはM
HPのふくそう(congestion)が起ったとき
に電話ルーチングに変更することにより、容易に減少さ
せることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はCCIT丁N0.7の機能レベル構造とO8I
層の関係を示す説明図、 第2図は電子交換機内の共通線信号システムの構造を示
すブロック図、 第3図はMHP処理容量の限界曲線を示す特性図、 第4図は本発明実施例におけるCCITT No、7の
MSU  (メツセージ信号ユニット)のルーチングラ
ベルを示すフォーマット図、 第5図は本発明実施例での引継ぎ手続の一例を示す説明
図、 第6図は本発明実施例での引継ぎ/復帰のルーチングテ
ーブルの更新の一例を示す説明図、第7図はメツセージ
信号処理プロセッサが故障したときの負荷不均衡曲線を
示す特性図である。 MHP・・・メツセージ通信処理プロセッサ、crc・
・・回線識別コード、 MO2C・・・メツセージ処理選択コード、OPC・・
・最初のポイントコード、 DPC・・・転送先ポイントコード、 MSC・・・マツピング状態コード、 TOIC・・・引継ぎ指示コード。 Fig。 ! Fig、2 出尤経跨健択 入糸耗路区択 Fig、 3 R Fig、l。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)回線識別コード(CIC)、最初のポイントコード
    (OPC)および転送先ポイントコード(DPC)を含
    む信号メッセージを信号データリンクを通して送信およ
    び受信を行う多数の信号端末、メッセージ転送ネットワ
    ークを経由して該信号端末に接続された複数のメッセー
    ジ通信処理プロセッサ、および制御インタワーキングネ
    ットワークを経由して該メッセージ通信処理プロセッサ
    に接続された多くのユーザ部プロセッサとから構成され
    る共通線信号システムにおいて、 メッセージ処理選択コードとして信号メッセージの回線
    識別コードの下位ビットを規定するステップと、 アクティブなメッセージ通信処理プロセッサの数で前記
    メッセージ処理選択コードを割ったときに得られる残値
    に基いて、信号メッセージが全てのアクティブなメッセ
    ージ通信処理プロセッサに均等に分配されるように、前
    記ユーザ部プロセッサと前記信号端末内のルーチングテ
    ーブルを設定するステップと、 および 前記ユーザ部プロセッサあるいは前記信号端末から前記
    メッセージ通信処理プロセッサへ経路選択を行うステッ
    プと を具備することを特徴とするメッセージ通信処理プロセ
    ッサ間の作業負荷の均衡のための内部回路網の内部経路
    選択方式。 2)前記ルーチングテーブルを設定するステップは、前
    記メッセージ通信処理プロセッサの中の一部のプロセッ
    サが故障した場合に、利用可能なメッセージ通信処理プ
    ロセッサの数で前記メッセージ処理選択コードを割った
    ときに得られる商に基いて、故障したメッセージ通信処
    理プロセッサの信号メッセージが他のアクティブなメッ
    セージ通信処理プロセッサに均等に分配されるように、
    該故障したメッセージ通信処理プロセッサの信号メッセ
    ージを他の利用可能なメッセージ通信処理プロセッサに
    再び割り当てる引継ぎステップを更に有することを特徴
    とする請求項1に記載の内部回路網の内部経路選択方式
    。 3)前記ルーチングテーブルを設定するステップは、前
    記故障したメッセージ通信処理プロセッサが回復した場
    合に、引継がれたメッセージ処理選択コードをさがし出
    し、見つかった当該メッセージ処理選択コードを回復し
    たメッセージ通信処理プロセッサに割当てる復帰ステッ
    プを更に有することを特徴とする請求項2に記載の内部
    回路網の内部経路選択方式。 4)前記メッセージ処理選択コードのビット数がKとす
    ると、該Kは1と等しいか、それ以上で、かつ12と等
    しいかそれ以下、すなわち1≦K≦12であると仮想す
    る場合を含むことを特徴とする請求項1に記載の内部回
    路網の内部経路選択方式。
JP2058246A 1989-03-11 1990-03-12 内部回路網の内部経路選択方式 Expired - Lifetime JPH077994B2 (ja)

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