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MPLS L2VPN VPWS的实现方式

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-12 09:13
tags:

-

2021年2月12日发(作者:6730)






MPLS L2VPN VPWS


的实现方式




.VPWS


实现方式概述



目前使用


VRP


平台的华为中高端数据通信产品支持

< p>
VPWS


技术,


VPWS


的实现方式分为


4


种:


CCC



SVC



Marti ni



Kompella


< p>


CCC



SVC


方式不使用信令协议,通过静态配置


VC


标签 的方式来实现


MPLS L2VPN




Martini


方式使用


LDP


信令,通过


LDP


信令协议传递二层信息和< /p>


VC


标签的方式来实现


MPLS L2VPN




Kompella


方式使用


BGP


信令,通过


BGP


信令协议传递二层信息和


VC

< br>标签的方式来实现


MPLS L2VPN




Martini


草案和


Kompella


草案是


IETF



PPVPN


(< /p>


Provider-provisioned Virtual Private Net work


)工作组制订


的多个


MPLS L2VPN


框架草案中最主要的两种。



下面具体对上述的


MPLS L2VPN


的几种实现方式进行介绍。




.CCC


方式


MPLS L2VPN


CCC


方式概述



CCC


方式是一种静态配置


VC


连接的方式,


根据配置把


VC


一端收到的二层协议报文映射到一个静态的


LSP


隧道上去, 这样二层报文在途经的每一跳设备就根据该静态


LSP


进行


MPLS


转发,最后将报文转发到


VC


的另一端。



与普通


MPLS L2VPN


不同,< /p>


CCC


采用一层标签传送用户数据,这一层标签在每个

< p>
LSR


上进行标签交换。


因此

CCC



LSP


的使用是独占性的 ,


而且在两个方向都需要配置静态的


LSP


CCC



LSP


只用于传递这



CCC


连接的 数据,不能用于其他


MPLS L2VPN


连接,也不能用于


BGP/MPLS VPN


或承载普通的


IP



文。


CCC


方式只需要


ISP


网络支持


MPLS


转发。



CCC


在两个


CE


之间透明传递用户数据,源


CE


的二层报文被发送到目 的


CE


中去,只有二层地址被改变


了, 增加了用户数据的安全。



CCC


适用 于小型、


拓扑简单的


MPLS


网络,< /p>


需要管理员手工配置。因为不进行信令协商,


不需要交互控制


报文,因此消耗资源比较小,易于理解,但维护不方便,扩展性差。



CCC


连接分类


CCC


的连接方式可以分为本地连接和远程连接两种方式。



1.


本地连接:在两个本地


CE


之间建立的连接,即两个


CE


连在同一个


PE


上。


PE


的作 用类似二层交换机,


可以直接完成交换,不需要配置静态


LSP




2.


远程 连接:在本地


CE


和远程


CE


之间建立的连接,即两个


CE


连在不同的


PE


上,需要配置静态


LSP



把报文从一个


PE


传递到另 一个


PE



PE


侧通过配置命令将静态


LSP



CC C


连接进行对应。



CCC


方式的结构



CCC


方式的


MPLS L2VPN< /p>


既支持远程连接,也支持本地连接。


CCC


方式支持的拓扑结构如图


1-1


所示。









1-1



CCC


连接方式


Site1


P


VPN1


CE


Site1


P


P


PE 2


CE


PE1


CE

ISP Network


P


PE3


Site2


VPN2


VPN1


Site 2


CCC Local Connection


CCC Remote Connection



对于图


1-1


中,


VPN1



Site1



Si te2


,它们通过


CCC


远程连接(蓝 色虚线)互连。


Site1



Site 2


间需要


两条静态


LSP


,一条从


PE1



PE2< /p>


,表示从


Site1


< br>Site2



LSP


,另一条从


PE2



PE1


,表示从


Site2



Site1< /p>



LSP


。两条蓝色虚线组成一条双向的


VC


,即


CCC


远程连接,为客户提供类似传统二层


VPN


的二


层连接。



对于图


1-1< /p>


中,


VPN2



Site1



Site2


通过


CCC


本地连接


(红色虚线)

< br>进行互连,


它们接入的


PE3


相 当于


一个二层交换机,


CE


之间不需要


LSP


隧道。


可以直接进行

< p>
VLAN



Ethernet


FR



ATM AAL5



PPP



HDLC


等不同链路类型的数据交换。



这种方 式的最大优点是:


不需要任何标签信令传递二层


VPN


信息,


ISP


网络能支持


MPLS


转发即可。


此外,


由于


CCC



LSP


是 专用的,因此可以提供


QoS


保证。



CCC


方式的报文交互过程



CCC


方式的报文交互,分为两种情况:


CCC


本地连接和


CCC


远程连接。



?



CCC


本地连接




1-2



CCC


的本地连接的报文交互过程


< /p>


PE1


P


PE2


L


2



P


D< /p>


U


L


2



P


D


U


CE1


CE2




如图


1-2


所示,


PE1


收到


CE1


接口发送来的


L2 PD U


后,


PE1


根据

CCC


的关联配置发现这是一个本地连接。


PE1


得到出接口名称后对


L2 PDU


不做任何处理 ,将二层报文通过出接口发送到


CE2









?



CCC


远程连接




1-3



CCC


的远程连接的报文交互过程


< /p>


P


E


1


100< /p>


L2 P


DU


P


101


L2 P


DU


P


E


2



P

L


2


D


U



P


L


2


D


U


CE


1


CE


2




如图


1-3


所示,以


CE1


发送报文到


CE2


为例(反方向过程相同)

< br>:



1.


PE1


收到


CE1


接口发送来的二 层报文。



2.


PE1


根据


CCC


的关联配置查找 静态


LSP


,得到下一跳为


PE2


,出标签为


100




3.



PE1



L2 PDU


报文外封装


MPLS


头(


La ble=100


)并发送到连接


P


的接 口。



4.



P


设备收到报文后查找


LSP


表,弹出 标签


100


后,


L2 PDU


报文外封装


MPLS




Lable=101


)并发送到连 接


PE2


的接口。



5.



PE2


收到报文后查找


LSP


表,进行弹出操作,根据


CCC


的关联配置得到对应的出


接口

< br>


6.



PE2


将二层报文直接送到


CE2




这个过程中,在入接口,


PE


设备只关 心接收二层报文的接口名称。如果这个接口关联某一个


CCC


连 接,



PE


查找


CCC


的相关配置,并且进行


MPLS


封装和


MPLS


转发。


PE


连接


CE


的接口并不做任何二层的


处理。同样在出接口,


PE


只是解封装


MPLS


,并直接将报文发送到出接口。



因此


PE



CCC


连接一旦建立起来,


PE



AC


接口的二层协议状态实质上是处于


Down


状态。这一点在


所有形式的


VPWS


实现上都是相同的。



VPWS


在实现上也可以在报文进入的


PE


时进行二层报文头的 解封装,


并且在出口


PE


上对报文进行 重新二


层封装,这样就可以实现二层协议的相互转换,也就是异种介质互联。

< p>



.SVC


方式


MPLS L2VPN



Martini< /p>


中用


LDP


进行


VC


标签的交互,如果不使用


LDP


, 而是在


PE


上直接根据


VC ID


来手动分配内


层标签,这就是


SVC


的模式,可以认为


SVC


< br>Martini


的简化。



SV C


的外层标签(公网隧道)建立的方法与


Martini


相同。内层标签在配置


VC


的时候进行手工指 定,不


需要使用


VC


标签的传递信令。 所以


SVC


的网络拓扑模型与报文交互过程与

< br>Martini


完全相同。



创 建


SVC


的静态二层


VC


连接时,可以通过隧道策略指定使用的隧道类型(


LDP LSP



CR LDP



GRE




并支持负载分担 。


SVC


支持


Multi-Hop


方式的跨域


L2VPN


< br>不支持本地连接。


Multi-Hop


方式的具体内容,


请参见


PWE3


的特性描述手册。









.Ma rtini


方式


MPLS L2VPN


Martini


方式概述


< p>
Martini


方式使用两层标签,内层标签是采用扩展的


LDP


作为信令进行交互。这种方式遵循草案


draf t-martini-l2circuit-trans-mpls


< br>在


Martini


草案中对标准的


LDP


进行了扩展,


增加了


FEC< /p>


类型



VC FEC


用于


VC


标签的交换。此外,如 果交换


VC


标签的两个


PE

< p>
不是直接相连的,必须建立


Remote LDP


会话,


在这个会话上传递


VC


FEC



VC


标签。


PE



CE

之间的每条连接分配一个


VC


标签。二层

< br>VPN


信息将


携带着


VC


标签,通过


LDP


建立的

LSP


,转发到


Remote Session

< p>
的对端


PE


。这样实际上在普通的


LSP



建立了一条


VC LSP





Martini


方式中,两个


CE


之间 的


VC Type + VC ID


来识别一个


VC




VC-Type


:表明


VC


的封装类型,例如


ATM



VLAN



PPP




VC-I D


:标识


VC


。相同

< br>VC-Type


的所有


VC


,其


VC-ID


必须在整个


PE

< p>
唯一。



同一个


VC < /p>


Type


的所有


VC

中,其


VC


ID


必须在整个


PE


中唯一。连接两个


CE



PE


通过


LDP

< p>
交换


VC


标签,并通过


V C ID


将对应的


CE


绑定起来。当< /p>


AC


接口物理状态变为


UP



PE


间的隧道建立成功,并完

成双方的标签交换和绑定后,一条


VC


就建立起来了。一个


VC


建立起来后,两个


CE

< p>
通过这个


VC


来传


递二层 数据。



Martini


方式支持


Multi- Hop


方式的跨域


L2VPN


,不支持 本地连接。不能提供像


CCC


方式那样的本地交换


功能。也不像


CCC


远程连接那样,一条

< p>
LSP


只能被一条远程


CCC

连接独享。在


Martini


方式下,外层标


签用于将各个


VC


的数据在


ISP


网络中进行传递。


通过内层的


V C


标签可以对用户数据进行区分,


因此


ISP


网络中的一条


LSP


可以被多条


VC


共享使用。


外层隧道是用于


VC


数据穿越


IS P


网络,所以外层隧道也可以使用


IP


隧道封装,比如使用


GRE


隧道。


< /p>


部署


Martini


方式需要

< p>
ISP


网络能够自动的建立


LSP


隧道,


所以需要


ISP


网络支 持


MPLS


转发及


MPLS LDP< /p>



如果


ISP


网 络不支持


LDP


,那么可以使用


GRE


隧道封装。



Martini


方式


MPLS


L2VPN


支持


Graceful < /p>


Restart


,路由器发生倒换后,


V C


标签保持不变。倒换过程中,


VC


状 态保持


UP


。报文在


VC


上的转发不受倒换影响。



倒换后,


如果从


LDP


对等体学来的标签与本地保存的不同,< /p>


原来的标签将被删除,


使用此标签的


VC


状态


变为


Down



Martini


方式的结构



Martini


方式的


MPLS L2 VPN


只支持远程连接,而不支持本地连接。


Martini< /p>


方式支持的拓扑结构如图


1-4










1-4



Martini


支持的拓扑模型



VPN1


Site1


P

CE


PE1


ISP Network


P


PE2


CE


VPN1


Site2


Site1


P


P


Site2


CE


VPN2


VPN1 Remote Connection


VPN2 Remote Connection


CE


VPN2




对于图


1-4


中,


VPN1



Site1



Site2


,通过


M artini


远程连接(红色虚线)互连。


VPN2

< p>


Site1



Site 2



也通过


Martini

< p>
远程连接(蓝色虚线)互连。


VPN1



VPN2



ISP


的网 络里分别通过两条不同的


LSP



联, 也可以复用一条


LSP


,通过一条


LS P


进行互联。



Martini


方式的报文交互过程




1-5



Martini


的报文交互过程



VPN1


Site1


1000


3000


CE


1000


40 00


1001


3000


1001


4000


P


PE1


I SP Network


P


PE2


100 2


3000


1002


4000


VPN1


Site2


V


L


A


N


2


0< /p>


CE


V


C


I


1


0


0


P


P


V


C


I


2


0


9


Site1


V


L


A


N


2


0


Site2


CE


VPN2


1


0


A


N


V


L


2002< /p>


3500


2002


4500


2


0


A


N

< br>V


L


CE


VPN2


4


I


1


0

< br>V


C


5


I


2


0


V


C


2 001


3500


2001


4500


2000


3500


2000


4500


Site1 to Site2


Site2 to Site1




如图

< p>
1-5


所示,


Martini

的报文交互过程分为从


Site1



Site2


和从


Site2



Site1




?




Sit e1



Site2


VPN1



Site1


中发送到


PE1



VLAN10


的报文,在到达


PE1


后,


PE1

先打上


VC Label



300 0


,然后再打



LSP1


的出标签


1000


,即进入


LSP1


隧道(红色虚线)


;对于


VP N2



Site1


发送到


PE1



VCI



100



ATM


报文,


PE1


在其上打上


VC Label< /p>



4000


,然后再打上


LSP1


的出标签


1000


, 同样进入


LSP1


隧道(红







色虚线)




这些报文在到达


PE2


后,


PE2


去掉


LSP1


的入标签

1002



根据内层


VC Lab el



3000


选择到


VPN1



Site2


的出接口;


根据


VC Label



4000



选择到< /p>


VPN2



Site2

< br>的出接口。


因为


VC Label



3000



4000




Egress


PE2


在建立各自


VC


时,通过


LDP


信令传给


Ingress PE1


的。




Site2



Site1


VPN1



Site2


中发送到


PE2



VLAN20


的报文 ,在到达


PE2


后,


PE2

< p>
先打上


VC Label



3500


,然后再打



LSP2


的出标签


2000


,即进入


LSP2


隧道(蓝色虚线)


;对于

VPN2



Site2


发送到


PE1



VCI



205



ATM


报文,


PE2


在其上打上


VC La bel



4500


,然后再打上


LSP2


的出标签


2000

< br>,同样进入


LSP2


隧道(蓝


虚 线)




这些报文在到达


PE1


后,


PE1


去掉


LSP1


的入标签


2002



根据内层


VC Label



3500



选择到

< br>VPN1



Site1


的出接口 ;


根据


VC Label


< p>
4500



选择到


VPN 2



Site1


的出接口。

< p>
因为


VC Label



3500



4500




Egress


PE1


在建 立各自


VC


时,通过


LDP

< p>
信令传给


Ingress PE2


的。



从上面的交互过程中,我 们可以看到,外层的


LSP


隧道是被共享的。

< br>PE2


收到报文后会根据内层标签的不


同映射到不同的< /p>


VC


上。



在< /p>


Martini


方式中,由于在运营商网络中,只有


PE


设备需要保存


VC


L abel



LSP


的映射等少量信息,


P


设备不包含任何二层


VPN


信息,所以扩展性好。此外,当需要新增加一条


VC

时,只在相关的两端


PE



备上各 配置一个单方向


VC


连接即可,不影响网络的运行。

< p>



Kompella


方 式相比,


Martini


使用


LDP< /p>


作为信令而不是使用


BGP


作为信令,不 依赖于定时刷新机制,


所以对故障的感知速度要快。



Martini


方式适合稀疏的二层连接,例如星型连接。



VC


标签的交互信令


< /p>


前面已经提到过


Martini


方式对传 统的


LDP


做了扩展,用于交互


VC< /p>


的信息,也就是传递


VC


标签。



Martini


方式中,如果要在

< p>
PE


间配置一条


VC


连接 ,只需在相关的两个


PE


上各配置一个单向连接即可。



PE



CE


相连的接口变为


UP


状态后,如果存在从本端< /p>


PE


到对端


PE



LSP


,则本地


PE


通过


LDP



对端发送一个< /p>


Label Mapping


消息,在此


Label Mapping


消息中携带新定义的


VC FEC


,此


VC FEC


描述了


CE


接口的类型、使用的内层


VC Labe l


以及接口的参数等信息。当前定义的接口参数有:


MTU


、最大可拼


接的


ATM

信元数、接口描述等。




LDP


会话中


VC FEC


出现在标签映射消 息中,图


1-6


是一个标签映射消息的结构。

< br>








1-6



LDP


的标签映射消息



0


0


Label Message(0x0400)


Message ID


0


0


FEC TLV(0x0010)


VC TLV(0x80)


c


VC Type


Group ID


VC ID


Interface Parameters


0

< p>
0


Generic Label(0x0200)


Label


Optional P arameters


Length


Length


VC Info Length


15


Message Length


31




Martini


方式在


PE


间 建立扩展的远程


LDP


会话,通过会话来交互

< br>VC


信息。为了交互


VC


信息, 增加了新



FEC


的定义,新的


FEC


类型为


128


。图


1-7



VC FEC


结构。




1-7



128



VC FEC


结构



0


VC TLV(0x80)


7


8


c


VC Type


Group ID


VC ID


Interface Parameters


23


VC Info Length


31





128



FEC

< p>
类型里,


Interface Parameters

是长度是不确定的,其长度信息包含在


VC Info Length


里。




1-1



128



VC FEC


报文字段描述



字段名



VC TLV


C


含义



V C



TLV




控制字



位数(


bit




8


1


说明



取 值为


0x80


,即十进制的


128




1


表示支持控 制字;


0


为不支持


控制字。

< p>


类型包括


FR



ATM



VLAN



Ethernet



PPP

< p>


HDLC




VC ID



interface parameters



长度。



VC Type


VC


类型



15


VC Info Length


VC


信息长度



8







字段名



Group ID


含义




ID



< /p>


位数(


bit




32


说明



一些


VC


组成一个组,


主要用来


批量撤消相应的


VC


信息。

< br>


VC ID


值,


一个


VC


是由


VC ID



VC Type


来唯一确定。



一些接口参数 值,常用的是接


口的


MTU


值。



VC ID


VC



ID




32


Interface


Parameters


接口参数



不确定




Martini


方式通过


VC Type + VC ID


来区分不同的


VC

< br>,



Interface parameters


部分描述了与


CE


连接的接口


以及


MTU


等其它一些信息。


128



VC FEC


报文就封装在本 地


PE


通过


LDP

向对端发布的


Label Mapping


消息中。




.Kompella


方式


MPLS L2VPN


Kompella


方式



Kompella


方式的


L2VPN



RFC2547


定义的三层


BGP/MPLS VPN


很相似,


是使用

BGP


作为交换信令。



MPLS L3 VPN


类似,各个


PE


之间通过 建立


BGP


会话自动发现


L2 VPN


的各个节点,使用


BGP


作为传递


二层信息和


VC


标签的信令协议,



MPLS


网络上以端到端


CE



CE


方式实现


L2VPN



类似于


BGP/MPLS


VPN



Kompella


方式也使用

VPN Target


来进行


VPN


路由收发的控制,给组网带来了很大的灵活性。




Martini


完全不同的是这里出现了真正


V PN


的概念,


在不同的


VPN


内,


CE ID


是可以相同的,


但是同一


VPN



CE


ID


必须唯一。


Kompella


方式的


MPLS


L2VPN

< br>不直接对


CE



CE

< p>
之间的连接进行操作,而是


在整个运营商网络中划分不同的


VPN


,在


VPN


内部对


CE


进行全局编号。


在内层标签的分配上,


Kompella


方式与

< p>
Martini


方式完全不同。


Kompella


采取标签块的方式,事先为每个


CE


分 配一个标签块,这个标签块的大小决定了这个


CE


可以与其它< /p>


CE


建立多少个连接。这样做的好处是


允 许为


VPN


分配一些额外的标签,留待以后扩容使用。


PE


根据这些标签块进行计算,得到的实际的内层


标签,用于报文的传输。



无论是使用


Kompella


方式还是


Martini

< br>方式,


二层报文传递时的


MPLS


封装是完全相同的,


都是二层标签。


另外,

< br>Kompella


支持本地连接。


要建立两个


CE


之间的连接时,需要在

PE


上设置本地


CE


和远程


CE



CE ID




Kompella

< p>
方式支持本地连接和远程连接;并支持下述两种方式的跨域


L2VPN




Multi-Hop

< br>方式:采用


BGP


标签路由。



VRF-to-VRF


方式


:在


ASBR


上保存标签块。



标签块



Kompella

< p>
方式采用标签块(


Label Block


)分配标签,一次为多个连接分配标签。



用户可以指定一个本地


CE


的范围(

< p>
CE


range



,表 明这个


CE


能与多少个


CE

< p>
建立连接。系统一次为这个


CE


分配一个标签块, 标签块的大小等于


CE range


。这种方式允许用户为


VPN


分配一些额外的标签,短期


可能会造 成标签资源的浪费,但能够减少


VPN


扩容时的配置工作量。< /p>



假设一个企业的


VPN


包括


10



CE


,考虑到企业扩展业务,将来可能会有


20



CE


。这时,可以把每个







CE



CE


range


设置为


20


,预先为未来的


10



CE


分 配标签。以后


VPN


添加


CE


节点时,只需要在与新


CE


直接相连的


PE


修改配置,其他


PE


不需要进行任何修改。



Kompella


方式的结构



Kompella


方式的


MPLS L 2VPN


既支持远程连接,


也支持本地连接。

< br>Kompella


方式支持的拓扑结构如图


1-8


所示。




1-8



Kompella


方式支持的拓扑模型



VPN1


Site1


P


CE


CE


Site1


Site 2


CE


VPN2


Kompella Remote Connection


Kompella Local Connect ion


P


P


CE


PE1


ISP Network


P


P E2


VPN1


Site2




对于图


1-8


中,


VPN1



Site1



Site2



通过< /p>


Kompella


远程连接


(红色虚线)


互连。


VPN2


Site1



Site2



通过


Kompella


本地连接(蓝色虚线) 互连。



Kompella


方式对各种 复杂的拓扑支持能力更好,这得益于


BGP


的节点自动发现能力 。



Kompella


方式的报文交互过程



Kompella


方式的报文交互过程与


Martini


方式的报文交互过程类似,都使用标准的两层标签。

< br>Maitini


方式


的内层标签是采用扩展的

< p>
LDP


作为信令进行交互,


Kompella


方式的内层标签则是采用


MP-BGP< /p>


作为信


令进行交互,两者


VC

< p>
表项的形式略有不同。









1-9



Kompella


的连接方式



VPN1


Site5


CE7

< br>VPN1


Site1


CE1


CE 2


POS1/0/1


GE1/0/0


V PN1


P


ATM1/0/0.1


PE1


ISP Network


PE2


CE5


VPN1


P


PE3

Eth1/0/0


Site4


VPN1

CE6


Site2


CE3


Site 3


CE4




如图


1-9


所示,起初


6


个客户设备(


CE1



CE 6


)接入不同的


VPN


。为了使这


6



CE


设备可以 相互通信,


需要建立


CE


之间的全连接 拓朴结构,即每个


CE


与其它


5



CE


各建立一条


V C


。为建立这些连接,在这



CE


接入的


PE1



P E2



PE3


上只要进行如下的配置:



1.


在每个


PE


上创建


VPN1


,并创建


PE


含有的


CE


,如在


PE1


上,创建


CE1



CE2



CE3

< p>



2.


为每个


CE


分配含有足够


Label

< br>的标签块。这里,由于一个


CE


和其它

< br>5



CE


相连,需要分配


5



label


的标 签块。



3.



PE


上绑定与


CE


相连的链路名称和 对端


CE


编号。


如在


PE1


上绑定



,对端


CE ID



2>



,对端


CE ID



1>




,对端

CE ID



4>


等。

< p>


可以看到


Kompella

方式也可以象


CCC


方式二层连接一样,可以建立本地连接 ,


PE


充当交换机。采用


Kompel la


方式,在全连接的情况下配置简单。


此外,如果用户在开始时,为


VPN


多分配一些额外的标签 ,那么再新增加二层


VPN


站点时,则只需要配


置新站点所连接的


PE


,而不必配置其他的

< p>
PE




如图

< p>
1-9


所示,如果在初始时在各个


PE

< p>
上为每个


CE


分配的标签数大于

< br>6


个,并且事先绑定了到


CE7



链路,那么当新加入站点


Site5


中的


CE7


时,只需在


PE3


上增加


CE7


和在


PE 3


上绑定与


CE7


到其他


CE


的链路即可。



VC


标签的计算


Kompella


的实现相对复杂,主要是


VC

< p>
标签的计算部分,本节将介绍


Kompella


方 式下标签的计算方法。



Kompella

方式的内层标签则是采用


MP-BGP


作为信令进行交互,


BGP


交互的内容是标签块,


也就是< /p>


Label


Block


。标签块是一个 连续的标签范围。



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本文更新与2021-02-12 09:13,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/642450.html

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