02-CFD配置
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CFD(Connectivity Fault Detection,连通错误检测)遵循IEEE 802.1ag的CFM(Connectivity Fault Management,连通错误管理)协议,是一种二层网络的端到端OAM(Operation, Administration, and Maintenance,操作、管理和维护)机制,主要用于在二层网络中检测链路连通性,以及在故障发生时确认并定位故障。
MD(Maintenance Domain,维护域)是指连通错误检测所覆盖的一个网络或网络的一部分,它以“MD名称”来标识。
MA(Maintenance Association,维护集)是MD的一部分,一个MD可划分为一个或多个MA。MA以“MD名称+MA名称”来标识。
在二层VPN网络中,MA只能服务于指定的交叉连接或虚拟交换实例。
MP(Maintenance Point,维护点)配置在接口上,属于某个MA,可分为MEP(Maintenance association End Point,维护端点)和MIP(Maintenance association Intermediate Point,维护中间点)。
MEP确定了MA的边界,以“MEP ID”来标识。
在二层VPN网络中,MEP所属的MA确定了该MEP发出的报文所属的交叉连接或虚拟交换实例。
MEP具有方向性,分为内向MEP和外向MEP两种:
内向MEP不会通过其所在的接口发送CFD协议报文。在二层VPN网络中,内向MEP是通过所属的交叉连接中其它所有接口广播CFD协议报文。
外向MEP则直接通过其所在的接口向外发送CFD协议报文。
MEP列表是同一MA中允许配置的本地MEP和需要监控的远端MEP的集合,它限定了MA中MEP的选取范围,不同设备上同一MA中的所有MEP都应包含在此列表中,且MEP ID互不重复。如果MEP收到来自远端设备的CCM(Continuity Check Message,连续性检测报文)报文所携带的MEP不在同一MA的MEP列表中,就丢弃该报文。
本端设备发送的CCM报文应当携带RDI(Remote Defect Indication,远程故障指示)标志位,否则对端设备将无法感知某些故障。当MA中至少有一个本地MEP未学到MEP列表中的所有远端MEP时,该MA中的MEP发送的CCM报文将不会携带RDI标志位。
为了准确定位故障点,在MD中引入了级别(层次)的概念。MD共分为八级,用整数0~7来表示,数字越大级别越高,MD的范围也就越大。不同MD之间可以相邻或嵌套,但不能交叉,且嵌套时,只能由高级别MD嵌套低级别MD。
MD的分级使得故障定位更加便利和准确,如图1-1所示,有MD_A和MD_B两个MD,MD_B嵌套于MD_A中,如果在MD_A的边界上发现链路不通,则表明该域内的设备出现了故障,故障可能出现在Device A~Device E这五台设备上。此时,如果在MD_B的边界上也发现链路不通,则故障范围就缩小到Device B~Device D这三台设备上;反之,如果MD_B中的设备都工作正常,则至少可以确定Device C是没有故障的。
本节的故障描述不考虑物理链路故障。
CFD协议报文的交互以及相关处理都是基于MD的,合理的MD规划可以帮助网络管理员迅速定位故障点。
MA的级别等于其所属MD的级别。
MEP的级别等于其所属MD的级别。
图1-2所示为CFD的一种分级配置方式,图中共有0、2、3、5四个级别的MD,标识号较大的MD的级别高、控制范围广;标识号较小的MD的级别低、控制范围小。在Device A~Device F的各接口上配置了MP,譬如Device B的接口Port A上配置有:级别为5的MIP、级别为3的内向MEP、级别为2的内向MEP和级别为0的外向MEP。
图1-2 CFD的分级配置
当MEP收到高于自己级别的报文时只转发该报文,不会进行处理;当MEP收到小于等于自己级别的报文时才会进行处理。
连通错误检测的有效应用建立在合理的网络部署和配置之上,它的功能是在所配置的MP之间实现的。
MEP之间的连通失败可能由设备故障或配置错误造成,连续性检测(Continuity Check,CC)功能就是用来检测MEP之间的连通状态。该功能的实现方式是:由MEP周期性地发送CCM报文,相同MA的其它MEP接收该报文,并由此获知远端状态。若MEP在3.5个CCM报文发送周期内未收到远端MEP发来的CCM报文,则认为链路有问题,会输出日志报告。当MD中的多个MEP在发送CCM报文时,就实现了多点到多点之间的链路检测。
CCM报文是组播报文。
丢包测试(Loss Measurement,LM)功能用来检测MEP之间的丢包情况,分为以下三种:
· 单向丢包测试
单向丢包测试功能的实现方式是:由源MEP发送LMM(Loss Measurement Message,丢包测量报文)报文给目标MEP,目标MEP收到该报文后,会发送LMR(Loss Measurement Reply,丢包测量应答)报文给源MEP,源MEP则根据两个连续的LMR报文来计算源MEP和目标MEP间的丢包数,即源MEP从收到第二个LMR报文开始,根据本LMR报文和前一个LMR报文的统计计数来计算源MEP和目标MEP间的丢包数。
LMM报文和LMR报文都是单播报文。
单向丢包测试功能可以通过如下方式触发:
¡ 手工按需测试:用户根据需要执行命令手工触发单向丢包测试。执行命令后,源MEP按照指定的时间间隔周期性发送指定数目的LMM报文进行测试,收到对应的LMR报文后停止测试,并在设备上打印测试结果。
¡ 系统自动测试:开启系统自动执行单向丢包测试功能后,源MEP按照指定的时间间隔周期性发送LMM报文,进行单向丢包测试。关闭该功能后,设备停止测试。通过display cfd slm history命令可以查看测试结果。
帧时延测试(Delay Measurement,DM)功能用来检测MEP之间报文传输的时延情况,分为以下两种:
· 单向时延测试
单向时延测试功能的实现方式是:源MEP发送1DM(One-way Delay Measurement,单向时延测量)报文给目标MEP,该报文中携带有其发送时间。目标MEP收到该报文后记录其接收时间,并结合其发送时间来计算并记录链路传输的时延和抖动(即时延变化值)。
1DM报文是单播报文。
单向时延测试功能可以通过如下方式触发:
¡ 手工按需测试:用户根据需要执行命令手工触发单向时延测试。执行命令后,源MEP按照指定的时间间隔周期性发送指定数目的1DM报文进行测试,目标MEP收到该报文后记录其接收时间,并结合其发送时间来计算并记录链路传输的时延和抖动(即时延变化值),可在目标MEP所在设备上通过display cfd dm one-way history命令查看测试结果。
¡ 系统自动测试:开启系统自动执行单向时延测试功能后,源MEP按照指定的时间间隔周期性发送1DM报文,进行单向时延测试。关闭该功能后,设备停止测试。可在目标MEP所在设备上通过display cfd dm one-way history命令可以查看测试结果。
· 双向时延测试
双向时延测试功能的实现方式是:源MEP发送DMM(Delay Measurement Message,时延测量报文)报文给目标MEP,该报文中携带有其发送时间。目标MEP收到该报文后记录其接收时间,然后再发送DMR(Delay Measurement Reply,时延测量应答)报文给源MEP,该报文中携带有DMM报文的发送和接收时间,以及DMR报文的发送时间。源MEP收到DMR报文后记录其接收时间,并据此计算出链路传输的时延和抖动。
DMM报文和DMR报文都是单播报文。
双向时延测试功能可以通过如下方式触发:
¡ 手工按需测试:用户根据需要执行命令手工触发双向时延测试。执行命令后,源MEP按照指定的时间间隔周期性发送指定数目的DMM报文进行测试,收到对应的DMR报文后停止测试,并在设备上打印测试结果。
¡ 系统自动测试:开启系统自动执行双向时延测试功能后,源MEP按照指定的时间间隔周期性发送DMM报文,进行双向时延测试。关闭该功能后,设备停止测试。通过display cfd dm two-way history命令可以查看测试结果。
与CFD相关的协议规范有:
· IEEE 802.1ag:Virtual Bridged Local Area Networks Amendment 5: Connectivity Fault Management
· 在使用远端MEP的MEP ID进行其它各项CFD功能测试之前,必须先配置连续性检测功能;在使用远端MEP的MAC地址进行其它CFD各项功能测试之前,则没有此限制。
有关生成树协议的详细介绍,请参见“二层技术-以太网交换配置指导”中的“生成树”。
(1) 配置CFD基本功能
a. 开启CFD功能
b. 配置服务实例
c. 配置MEP
(2) 配置CFD各项功能
a. 配置连续性检测功能
b. (可选)配置单向丢包测试功能
c. (可选)配置双向时延测试功能
在配置CFD功能之前,应对网络进行如下规划:
· 对整个网络的MD进行分级,确定各级别MD的边界。
· 确定各MD的名称,同一MD内的设备使用相同的MD名称。
· 根据需要监控的VLAN、交叉连接或虚拟交换实例,确定各MD中的MA。
· 确定各MA的名称,同一MD中同一MA内的设备使用相同的MA名称。
· 确定同一MD中同一MA的MEP列表,在不同设备上应保持相同。
· 在MD和MA的边界接口上应规划MEP。
(1) 进入系统视图。
system-view
(2) 开启CFD功能。
cfd enable
缺省情况下,CFD功能处于关闭状态。
一个服务实例用一个整数表示,代表了一个MD中的一个MA。
在二层VPN网络中,服务实例内的MEP所处理报文的级别属性由MD来确定,交叉连接属性或虚拟交换实例属性由MA来确定。
(1) 进入系统视图。
system-view
(2) 创建MD。
cfd md md-name [ index index-value ] level level-value [ md-id { dns dns-name | mac mac-address subnumber | none } ]
(3) 创建服务实例。
cfd service-instance instance-id ma-id { icc-based ma-name | integer ma-num | string ma-name } [ ma-index index-value ] md md-name xconnect-group group-name connection connection-name
CFD功能主要体现在对MEP的各种操作上,由于MEP配置在服务实例上,因此服务实例所代表的MD的级别、VLAN属性、交叉连接属性或虚拟交换实例就自然成为了MEP的属性。
在一个级别上,一个接口只能成为一个不带VLAN属性的MA的MEP,且只能为外向MEP;而对于带VLAN属性的MA,则无此限制。
当MEP属于不带VLAN属性的MA时,本端MEP在3.5个CCM报文发送周期内未收到远端MEP发来的CCM报文,则会将该MEP所在接口的链路状态置为Down,以便实现Smart Link等协议的快速切换。
在配置MEP之前,必须首先配置服务实例。
(1) 进入系统视图。
system-view
(2) 创建MEP列表。
cfd meplist mep-list service-instance instance-id
所创建的MEP必须已包含在对应服务实例的MEP列表中。
(3) 进入接口视图。
¡ 进入三层以太网接口视图。
interface interface-type interface-number
¡ 进入三层以太网子接口视图。
interface interface-type interface-number.subnumber
(4) 创建MEP。
Cfd mep mep-id service-instance instance-id inbound
连续性检测功能通过在MEP之间互发CCM报文来检测这些MEP之间的连通状态,从而实现链路连通性的管理。
在使用远端MEP的MEP ID进行其它各项CFD功能测试之前,必须先配置连续性检测功能;在使用远端MEP的MAC地址进行其它CFD各项功能测试之前,则没有此限制。
CCM报文中时间间隔域(Interval域)的值、CCM报文的发送间隔和远端MEP的超时时间这三者之间的关系如表1-1所示。
CCM报文中时间间隔域的值 |
CCM报文的发送间隔 |
远端MEP的超时时间 |
1 |
10/3毫秒 |
35/3毫秒 |
2 |
10毫秒 |
35毫秒 |
3 |
100毫秒 |
350毫秒 |
4 |
1秒 |
3.5秒 |
5 |
10秒 |
35秒 |
6 |
60秒 |
210秒 |
7 |
600秒 |
2100秒 |
· 取值范围为1~7。对于本系列交换机,当配置该参数取值为1时,受设备硬件限制,可能导致连续性检测功能不稳定。
· 为了便于描述,下文中我们将时间间隔域小于4的CCM报文称为“高速CCM报文”,大于等于4的则称为“低速CCM报文”。
配置CCM报文中时间间隔域时,需要注意:
· 同一MA中所有MEP发送的CCM报文中时间间隔域的值必须相同。
· 当CCM报文中时间间隔域的值改变后,需要等待一个新的间隔才能发送CCM报文。
(1) 进入系统视图。
system-view
(2) (可选)配置MEP发送的CCM报文中时间间隔域的值。
cfd cc interval interval-value service-instance instance-id
缺省情况下,MEP发送的CCM报文中时间间隔域的值为4。
(3) 进入接口视图。
¡ 进入三层以太网接口视图。
interface interface-type interface-number
¡ 进入三层以太网子接口视图。
interface interface-type interface-number.subnumber
(4) 开启MEP的CCM报文发送功能。
cfd cc service-instance instance-id mep mep-id enable
缺省情况下,MEP的CCM报文发送功能处于关闭状态。
(5) (可选)开启硬件检测功能。
cfd hardware-cc service-instance instance-id remote-mep mep-list
缺省情况下,硬件检测功能处于关闭状态。
通过配置单向丢包测试功能,可以检测MEP之间的单向丢包情况,包括:目标MEP的丢包数、丢包率和平均丢包数,源MEP的丢包数、丢包率和平均丢包数。
在二层VPN网络上进行单向丢包测试前,需要先配置丢包测试报文的统计模式,并在源MEP和目标MEP上配置相同的报文统计模式。
(1) 进入系统视图。
system-view
(2) 进入接口视图。
¡ 进入三层以太网接口视图。
interface interface-type interface-number
¡ 进入三层以太网子接口视图。
interface interface-type interface-number.subnumber
(3) 配置单向丢包测试报文的统计模式。
cfd frame-count mode { dot1p-based | port-based }
缺省情况下,未配置单向丢包测试报文的统计模式。
本命令仅在二层VPN网络中生效。
可在任意视图下执行本命令,手工按需执行单向丢包测试。
cfd slm service-instance instance-id mep mep-id { target-mac mac-address | target-mep target-mep-id } [ dot1p dot1p-value ] [ number number ] [ interval { interval | msec msec-interval } ]
(1) 进入系统视图。
system-view
(2) 开启系统自动执行单向丢包测试功能。
cfd slm continual service-instance instance-id mep mep-id { target-mac mac-address | target-mep target-mep-id } [ dot1p dot1p-value ] [ interval { interval | msec msec-interval }][ period period ]
缺省情况下,系统自动执行单向丢包检测功能处于关闭状态。
通过配置双向时延测试功能,可以检测MEP之间报文传输的双向时延、平均时延和时延变化值,从而对链路的传输性能进行监测和管理。
可在任意视图下执行本命令,手工按需执行双向时延测试功能。
cfd dm two-way service-instance instance-id mep mep-id { target-mac mac-address | target-mep target-mep-id } [ dot1p dot1p-value ] [ number number ] [ interval interval ]
(1) 进入系统视图。
system-view
(2) 开启系统自动执行双向时延测试功能。
cfd dm two-way continual service-instance instance-id mep mep-id { target-mac mac-address | target-mep target-mep-id } [ dot1p dot1p-value ] [ interval interval ]
缺省情况下,系统自动执行双向时延测试功能处于关闭状态。
可在任意视图下执行以下命令:
· 显示CFD的开启状态。
display cfd status
· 显示MD的配置信息。
display cfd md
· 显示服务实例的配置信息。
display cfd service-instance [ instance-id ]
可在任意视图下执行以下命令:
· 显示MP的信息。
display cfd mp [ interface interface-type interface-number ]
· 显示MEP的属性和运行信息。
display cfd mep mep-id service-instance instance-id
· 显示远端MEP的信息。
display cfd remote-mep service-instance instance-id mep mep-id
· 显示服务实例内的MEP列表。
display cfd meplist [ service-instance instance-id ]
可在任意视图下执行以下命令:
· 显示MEP上获得的LTR报文信息。
display cfd linktrace-reply [ service-instance instance-id [ mep mep-id ] ]
· 显示自动发送LTM报文后收到的LTR报文信息。
display cfd linktrace-reply auto-detection [ size size-value ]
可在任意视图下执行以下命令:
· 显示双向时延的测试结果。
display cfd dm two-way history [ service-instance instance-id [ mep mep-id ] ] [ number number ]
· 显示单向丢包的测试结果。
display cfd slm history [ service-instance instance-id [ mep mep-id ] ] [ number number ]
· 由四台设备组成的网络中,CE1和CE2为用户网络边缘设备,PE1和PE2为服务提供商网络边缘设备。希望通过在骨干网上建立静态PW,实现CE1的和CE2互联,CE1和CE2通过以太网接口的方式接入PE1和PE2。假定Device A~Device D的MAC地址依次为0010-FC01-6511、0010-FC02-6512、0010-FC03-6513和0010-FC04-6514。
· 将PE 1和PE 2的三层以太网子接口HundredGigE1/0/1.1配置为AC侧接口,并关联交叉连接组vpna和交叉连接svc。
· 将该网络划分到MD_A,其级别为5。该MD的边界接口为PE1和PE2的三层以太网子接口HundredGigE1/0/1.1,两个接口上都是内向MEP。
· 通过使用连续性检测功能来检测内向MEP之间的连通状态,当检测到链路故障时,使用环回功能进行故障定位。
· 要求在获取到整个组网的状态后,分别使用链路跟踪功能、丢包测试功能和时延测试功能进行各种链路故障检测。
图1-3 基于二层VPN的CFD配置组网图
(1) 配置静态PW的二层VPN(略)
有关配置静态PW的二层VPN的详细介绍,请参见“MPLS配置指导”中的“MPLS L2VPN”。
(2) 开启CFD功能
# 在Device A上开启CFD功能。
<DeviceA> system-view
[DeviceA] cfd enable
Device B的配置与Device A相同,配置过程略。
(3) 配置服务实例
# 在Device A上创建级别为5的MD MD_A,并创建服务实例1,该服务实例的MA名称为vpnma,且服务于交叉连接组vpna中的交叉连接svc。
[DeviceA] cfd md MD_A level 5
[DeviceA] cfd service-instance 1 ma-id string vpnma md MD_A xconnect-group vpna connection svc
Device B的配置与Device A相同,配置过程略。
(4) 配置MEP
# 在Device A的服务实例1内配置MEP列表,在三层以太网子接口HundredGigE1/0/1.1上创建服务实例1内的内向MEP 1001。
[DeviceA] cfd meplist 1001 2001 service-instance 1
[DeviceA] interface hundredgige 1/0/1.1
[DeviceA-HundredGigE1/0/1.1] cfd mep 1001 service-instance 1 inbound
[DeviceA-HundredGigE1/0/1.1] quit
# 在Device B的服务实例1内配置MEP列表,在三层以太网子接口HundredGigE1/0/1.1上创建服务实例1内的内向MEP 2001。
[DeviceB] cfd meplist 1001 2001 service-instance 1
[DeviceB] interface hundredgige 1/0/1.1
[DeviceB-HundredGigE1/0/1.1] cfd mep 2001 service-instance 1 inbound
[DeviceB-HundredGigE1/0/1.1] quit
(5) 配置连续性检测功能
# 在Device A的三层以太网子接口HundredGigE1/0/1.1上开启服务实例1内MEP 1001的CCM报文发送功能。
[DeviceA] interface hundredgige 1/0/1.1
[DeviceA-HundredGigE1/0/1.1] cfd cc service-instance 1 mep 1001 enable
[DeviceA-HundredGigE1/0/1.1] quit
# 在Device B的三层以太网子接口HundredGigE1/0/1.1上开启服务实例1内MEP 2001的CCM报文发送功能。
[DeviceB] interface hundredgige 1/0/1.1
[DeviceB-HundredGigE1/0/1.1] cfd cc service-instance 1 mep 2001 enable
[DeviceB-HundredGigE1/0/1.1] quit
(6) 配置丢包测试报文的统计模式
# 在Device A的三层以太网子接口HundredGigE1/0/1.1上配置丢包测试报文的统计模式为按接口进行统计。
[DeviceA] interface hundredgige 1/0/1.1
[DeviceA-HundredGigE1/0/1.1] cfd frame-count mode port-based
[DeviceA-HundredGigE1/0/1.1] quit
# 在Device B的三层以太网子接口HundredGigE1/0/1.1上配置丢包测试报文的统计模式为按接口进行统计。
[DeviceB] interface hundredgige 1/0/1.1
[DeviceB-HundredGigE1/0/1.1] cfd frame-count mode port-based
[DeviceB-HundredGigE1/0/1.1] quit
(1) 验证单向丢包测试功能
当通过连续性检测功能获取到整个组网的状态后,可以使用单向丢包测试功能检测链路状态。譬如:
# 在Device A上手工按需执行测试服务实例1内MEP 1001到2001的单向丢包。
[DeviceA] cfd slm service-instance 1 mep 1001 target-mep 2001
Reply from 0010-fc02-6512:
Far-end frame loss : 10 Far-end frame loss rate : 10.00%
Near-end frame loss: 20 Near-end frame loss rate: 20.00%
Reply from 0010-fc02-6512:
Far-end frame loss : 40 Far-end frame loss rate : 40.00%
Near-end frame loss: 40 Near-end frame loss rate: 40.00%
Reply from 0010-fc02-6512:
Far-end frame loss : 0 Far-end frame loss rate : 0.00%
Near-end frame loss: 10 Near-end frame loss rate: 10.00%
Reply from 0010-fc02-6512:
Far-end frame loss : 30 Far-end frame loss rate : 30.00%
Near-end frame loss: 30 Near-end frame loss rate: 30.00%
Average:
Far-end frame loss : 20 Far-end frame loss rate : 20.00%
Near-end frame loss: 25 Near-end frame loss rate: 25.00%
Packet statistics:
Sent LMMs: 5 Received: 5
# 在Device A上开启系统自动执行测试服务实例1内MEP 1001到2001的单向丢包。
[DeviceA] cfd slm continual service-instance 1 mep 1001 target-mep 2001
# 在Device A上显示服务实例1内MEP 1001的单向丢包的测试结果。
[DeviceA] display cfd slm history service-instance 1 mep 1001
Service instance: 1
MEP ID: 1001
Send status: Testing
Test state: Active
Reply from 0010-fc02-6512:
Far-end frame loss : 10 Far-end frame loss rate : 10.00%
Near-end frame loss: 20 Near-end frame loss rate: 20.00%
Reply from 0010-fc02-6512:
Far-end frame loss : 40 Far-end frame loss rate : 40.00%
Near-end frame loss: 40 Near-end frame loss rate: 40.00%
Reply from 0010-fc02-6512:
Far-end frame loss : 0 Far-end frame loss rate : 0.00%
Near-end frame loss: 10 Near-end frame loss rate: 10.00%
Reply from 0010-fc02-6512:
Far-end frame loss : 30 Far-end frame loss rate : 30.00%
Near-end frame loss: 30 Near-end frame loss rate: 30.00%
Reply from 0010-fc02-6512:
Far-end frame loss : 20 Far-end frame loss rate : 20.00%
Near-end frame loss: 25 Near-end frame loss rate: 25.00%
Average:
Far-end frame loss : 20 Far-end frame loss rate : 20.00%
Near-end frame loss: 25 Near-end frame loss rate: 25.00%
Packet statistics:
Sent LMMs: 100 Received: 100
(2) 验证双向时延测试功能
当通过连续性检测功能获取到整个组网的状态后,可以使用双向时延测试功能检测链路的双向时延。例如:
# 在Device A上手工按需执行测试服务实例1内MEP 1001到2001的双向时延。
[DeviceA] cfd dm two-way service-instance 1 mep 1001 target-mep 2001
Frame delay:
Reply from 0010-fc02-6512: 10us
Reply from 0010-fc02-6512: 9us
Reply from 0010-fc02-6512: 11us
Reply from 0010-fc02-6512: 5us
Reply from 0010-fc02-6512: 5us
Average: 8us
Frame delay variation: 1us 2us 6us 0us
Average: 2us
Packet statistics:
Sent DMMs: 5 Received: 5 Lost: 0
# 在Device A上开启系统自动执行测试服务实例1内MEP 1001到2001的双向时延。
[DeviceA] cfd dm two-way continual service-instance 1 mep 1001 target-mep 2001
# 在Device A上显示服务实例1内MEP 1001的双向时延的测试结果。
[DeviceA] display cfd dm two-way history service-instance 1 mep 1001
Service instance: 1
MEP ID: 1001
Send status: Testing
Test state: Active
Frame delay:
Reply from 0010-fc02-6512: 10us
Reply from 0010-fc02-6512: 9us
Reply from 0010-fc02-6512: 11us
Reply from 0010-fc02-6512: 5us
Reply from 0010-fc02-6512: 5us
Average: 8us
Frame delay variation: 1us 2us 6us 0us
Average: 2us
Packet statistics:
Sent DMMs: 5 Received: 5 Lost: 0
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