孫道遠(yuǎn)
摘 要: 按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì),在交換機(jī)、路由器、UTM等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上進(jìn)行配置部署從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通暢及性能優(yōu)化,以滿足企業(yè)的業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行安全可靠。在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)部署前,使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中模擬真實(shí)情境進(jìn)行調(diào)試。結(jié)果表明:通過(guò)網(wǎng)絡(luò)組建的仿真測(cè)試,對(duì)網(wǎng)絡(luò)中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行了調(diào)試與排除,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)預(yù)期的全部功能。在工程環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)的搭建,為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)部署可行性提供了有效的驗(yàn)證,加快了網(wǎng)絡(luò)組建的建設(shè)進(jìn)度,提高了網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)人員園區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)能力。
關(guān)鍵詞: 園區(qū)網(wǎng)絡(luò); 工程環(huán)境; 設(shè)備調(diào)試; 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化
中圖分類號(hào): TP 393.18 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào): 1671-2153(2018)02-0092-05
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)試與優(yōu)化是網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)所需的重要崗位技能。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署前按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真測(cè)試,可以加快工程建設(shè)進(jìn)度。目前,在網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施前大多采用虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試,如思科的Cisco packet tracer模擬器、華三的HCL模擬器等。但是,模擬器環(huán)境下的搭建網(wǎng)絡(luò)和工程環(huán)境下的仿真測(cè)試相比存在著一定的差別和缺陷,如具體采用設(shè)備的型號(hào)、功能和實(shí)現(xiàn)方法等[1]。本文以一個(gè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的部署作為研究對(duì)象,選取園區(qū)網(wǎng)的主要部分,采用真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從實(shí)驗(yàn)室的模擬向具體工程應(yīng)用進(jìn)行轉(zhuǎn)變,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)規(guī)范實(shí)施和技術(shù)人員實(shí)踐能力的提升。
1.1 網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目情境與業(yè)務(wù)需求分析
某企業(yè)為滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需要,設(shè)立了總部和分支機(jī)構(gòu)兩個(gè)區(qū)域。為了更好管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),總部建立了云計(jì)算數(shù)據(jù)中心,數(shù)據(jù)中心交換機(jī)上部署了虛擬化組網(wǎng),為云計(jì)算平臺(tái)提供高可用的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。使用兩臺(tái)交換機(jī)相互聚合作為匯聚層設(shè)備,匯聚層通過(guò)安全設(shè)備和分支機(jī)構(gòu)及合作伙伴進(jìn)行連接,網(wǎng)絡(luò)中具體業(yè)務(wù)終端通過(guò)安全設(shè)備和總部數(shù)據(jù)中心及外部網(wǎng)絡(luò)相連接,實(shí)現(xiàn)安全可靠的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。在企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息化項(xiàng)目規(guī)劃與建設(shè)的中,部署了數(shù)據(jù)負(fù)載均衡策略;總分機(jī)構(gòu)之間部署鏈路加密等功能,實(shí)現(xiàn)安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸。本研究選用了H3C系列網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)施,設(shè)備選用如表1所示。
1.2 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組建的過(guò)程中,選取企業(yè)園區(qū)網(wǎng)骨干部分作為研究對(duì)象,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,使用分層建設(shè)思想,采用接入層、匯聚層、核心層三層結(jié)構(gòu)。服務(wù)器群連接在兩臺(tái)堆疊交換機(jī)組成的數(shù)據(jù)中心上,匯聚層采用兩臺(tái)交換機(jī)形成雙核心設(shè)置,實(shí)現(xiàn)可靠性與負(fù)載均衡,總部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通過(guò)UTM安全設(shè)備和分部及分支機(jī)構(gòu)向連接,總部具體的業(yè)務(wù)部門通過(guò)接入層交換機(jī)連接,具體拓?fù)浼敖涌谌鐖D1所示。
1.3 設(shè)備的連接及IP地址設(shè)置
在實(shí)施過(guò)程中,首先要使用568B類型的雙絞線按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行設(shè)備連接。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)物理連接完成后,使用Console配置線和Secure-CRT軟件進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備命令行界面中,為每一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行命名。接著,在通信網(wǎng)段的接口上設(shè)置IP地址,其中三層交換機(jī)與路由器相連接的接口在設(shè)置IP地址時(shí),需要將接口配置成路由模式。同時(shí),在實(shí)施過(guò)程中為了后期維護(hù)方便,要為連接線路設(shè)置清晰的標(biāo)簽。
在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)仿真測(cè)試的部署中,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置調(diào)試思路要清晰明確,按照先進(jìn)行交換網(wǎng)絡(luò)部分的調(diào)試,再進(jìn)行路由網(wǎng)絡(luò)部分的調(diào)試優(yōu)化,在整體網(wǎng)絡(luò)貫通的基礎(chǔ)上,部署網(wǎng)絡(luò)安全功能,最后進(jìn)行集成測(cè)試[2]。
2.1 交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)試及優(yōu)化
2.1.1 劃分虛擬局域網(wǎng)
VLAN劃分是接入層網(wǎng)絡(luò)的基本配置,IRF數(shù)據(jù)中心作為總部服務(wù)器集群的接入設(shè)備,IRF上創(chuàng)建了4個(gè)VLAN,網(wǎng)關(guān)在S2和S3上,因此在S2和S3上也需要?jiǎng)?chuàng)建相同的4個(gè)VLAN。在IRF交換機(jī)上需要進(jìn)行VLAN 的創(chuàng)建和端口的換分。VLAN的劃分可以使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用變得更加的靈活,管理更加的便利。交換機(jī)之間的Trunk端口允許多個(gè)VLAN的數(shù)據(jù)通過(guò),在此設(shè)置只允許業(yè)務(wù)網(wǎng)的VLAN通過(guò),如不加以控制可能導(dǎo)致干道鏈路的負(fù)擔(dān)。業(yè)務(wù)部門交換機(jī)S1連接具體的業(yè)務(wù)終端,在上面也劃分了4個(gè)VLAN。
2.1.2 建立虛擬化數(shù)據(jù)中心
在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中,服務(wù)器群為企業(yè)業(yè)務(wù)提供重要的資源保障,需要建立數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)其安全可靠與管理。在本研究中,使用兩臺(tái)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)通過(guò)IRF虛擬化為一臺(tái)邏輯設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理[3]。當(dāng)其中一臺(tái)交換機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備、鏈路切換,保證業(yè)務(wù)不中斷。規(guī)劃IRF-1和IRF-2間的XG1/0/27-28 端口間線路作為虛擬鏈路,使用光纖模塊線連接,采用鏈?zhǔn)蕉询B方式,將兩個(gè)物理端口添加到一個(gè)邏輯端口中,通過(guò)IRF技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化。此外為了檢測(cè)IRF的故障,使用MAD BFD技術(shù)進(jìn)行多活檢測(cè),在兩臺(tái)交換機(jī)的23號(hào)端口之間使用雙絞線建立一條檢測(cè)鏈路,并將端口添加到VLAN 1000中,在此VLAN接口上為每臺(tái)成員設(shè)備配置不同的MADip,與成員設(shè)備編號(hào)綁定。
2.1.3 在匯聚層交換機(jī)上進(jìn)行鏈路聚合及檢測(cè)
S2和S3作為網(wǎng)絡(luò)匯聚層設(shè)備需要具備高可靠性,在此可以將兩臺(tái)交換機(jī)進(jìn)行鏈路聚合設(shè)置并且開啟DLDP(設(shè)備鏈路檢測(cè)協(xié)議)。在交換網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)通過(guò)鏈路聚合可以提高帶寬,在數(shù)據(jù)訪問(wèn)量過(guò)大的情況下也可實(shí)現(xiàn)流量的均衡,減輕鏈路的壓力。本研究中鏈路聚合選用動(dòng)態(tài)鏈路聚合方式,首先設(shè)置成為動(dòng)態(tài)聚合狀態(tài),再將物理端口加入聚合鏈路中,否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聚合功能,以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的動(dòng)態(tài)分配。DLDP的使用可以有效的檢測(cè)鏈路的通信故障,使IRF,S2,S3三臺(tái)交換機(jī)之間的數(shù)據(jù)能夠正常轉(zhuǎn)發(fā)。
2.1.4 使用MSTP+VRRP提高網(wǎng)絡(luò)可靠性
MSTP(多生成樹協(xié)議)+VRRP(虛擬路由器冗余協(xié)議)技術(shù)的結(jié)合是當(dāng)前部署交換網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要技術(shù),MSTP技術(shù)可以避免環(huán)路的產(chǎn)生,VRRP技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)網(wǎng)段部分的出口數(shù)據(jù)負(fù)載均衡和互為備份[4]。在當(dāng)前環(huán)境中IRF,S2,S3之間形成了交換網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)狀結(jié)構(gòu),需要使用生成樹協(xié)議加以控制,同時(shí)S2和S3又作為業(yè)務(wù)網(wǎng)段的物理網(wǎng)關(guān),MSTP+VRRP技術(shù)的使用可以使上述問(wèn)題得到有效合理的解決與優(yōu)化。首先使用MSTP解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)路問(wèn)題,在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)運(yùn)行2棵生成樹,其中VLAN 10和VLAN 20以S2為根,S3作為備份;VLAN 30和VLAN40以S3為根,S2作為備份。以S2為例實(shí)施方案如下:
[S2]stp region-configuration //開啟多生成樹協(xié)議
[S2-mst-region]region-name H3C //命名區(qū)域名稱
[S2-mst-region]instance 1 vlan 10 20 //將 VLAN 10、VLAN 20加入到實(shí)例1中
[S2-mst-region]instance 2 vlan 30 40 //將 VLAN 30、VLAN 40加入到實(shí)例2中
[S2-mst-region]active region-configuration //激活多生成樹
[S2]stp instance 1 root primary //將 S2設(shè)置成為實(shí)例1的主根
[S2]stp instance 2 root secondary //將 S2設(shè)置成為實(shí)例1的備根
[S2]stp enable //在S2上全局開啟STP
在網(wǎng)關(guān)的設(shè)置上,為了避免因網(wǎng)絡(luò)故障產(chǎn)生鏈路中斷,每個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)段在S2和S3上設(shè)置兩個(gè)物理網(wǎng)關(guān)地址,使用VRRP協(xié)議設(shè)置一個(gè)虛擬邏輯網(wǎng)關(guān),作為路由網(wǎng)關(guān)使用,地址設(shè)置如表2所示。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的有效利用,將S2作為業(yè)務(wù)網(wǎng)段VLAN 10和VLAN 20的Master設(shè)備,S3作為Backup設(shè)備;將S3作為業(yè)務(wù)網(wǎng)段VLAN 30和VLAN 40的Master設(shè)備,S2作為Backup設(shè)備。同時(shí)為了快速檢測(cè)出Master主設(shè)備的故障,在Master備上配置監(jiān)視指定的Track項(xiàng)使用BFD雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)S2和R2,S3和R3的上行鏈路狀態(tài),如當(dāng)Master設(shè)備S2連接上行鏈路的接口處于Down狀態(tài)時(shí),S2主動(dòng)降低自己的優(yōu)先級(jí),使得備份組內(nèi)S3成為Master,承擔(dān)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù),S2故障恢復(fù)后再切換回S2。MSTP+VRRP技術(shù)的應(yīng)用使得內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換和數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)了有效的控制,提高了可靠性。
本文以業(yè)務(wù)網(wǎng)段VLAN 10為例進(jìn)行設(shè)置:
[S2]interface Vlan-interface10 //在S2上開啟VLAN 10接口
[S2-Vlan-interface10] ip address 192.30.10.252 255.255.255.0//設(shè)置VLAN 10接口IP地址
[S2-Vlan-interface10] vrrp vrid 10 virtual-ip 192.30.10.254//設(shè)置VLAN 10的虛擬IP地址
[S2-Vlan-interface10] vrrp vrid 10 priority 150//設(shè)置VLAN 10在S2上的優(yōu)先級(jí)
[S2-Vlan-interface10] vrrp vrid 10 track 1 reduced 50//設(shè)置VLAN 10的track檢測(cè)
[S2] track 1 bfd echo interface Ethernet1/0/1 remote ip 10.0.0.5 local ip 10.0.0.6//bfd檢測(cè)
[S3]interface Vlan-interface10//在S2上開啟VLAN 10接口
[S3-Vlan-interface10]ip address 192.30.10.253 255.255.255.0//設(shè)置VLAN 10接口IP地址
[S3-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.30.10.254//設(shè)置VLAN 10的虛擬IP地址
[S3-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 priority 110//設(shè)置VLAN 10在S3上的優(yōu)先級(jí)
2.2 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)路由的部署實(shí)現(xiàn)
本研究使用了網(wǎng)絡(luò)收斂速度更快、度量更加優(yōu)化、無(wú)環(huán)路的OSPF路由協(xié)議。在本網(wǎng)絡(luò)中主要涉及到總部、分支機(jī)構(gòu)和合作伙伴之間三部分網(wǎng)絡(luò),在OSPF路由協(xié)議設(shè)計(jì)的過(guò)程中,總部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備SW2,SW3,RT1,UTM上OSPF進(jìn)程為10;在連接分部以及合作伙伴設(shè)備UTM,RT2,RT3上OSPF進(jìn)程為20。
本文以UTM設(shè)備上的路由協(xié)議設(shè)置為例,連接了S1,S3,R2,R3等4個(gè)設(shè)備。在設(shè)備上部署OSPF路由協(xié)議,首先需要啟動(dòng)OSPF進(jìn)程,指定置OSPF骨干區(qū)域,在OSPF路由協(xié)議區(qū)域模式下將其所包含的直連網(wǎng)段添加其中,在完成了OSPF基本功能配置后再進(jìn)行安全及優(yōu)化設(shè)置。在UTM的OSPF區(qū)域和接口模式下使用ospf authentication?螄mode simple plain huainan命令啟用OSPF驗(yàn)證,以此保護(hù)業(yè)務(wù)網(wǎng)段的數(shù)據(jù)安全。以太網(wǎng)接口的默認(rèn)ospf網(wǎng)絡(luò)類型為broadcast,收斂時(shí)間較慢,為了優(yōu)化OSPF網(wǎng)絡(luò),以盡可能加快OSPF收斂速度,使用ospf network?螄type p2p命令將接口網(wǎng)絡(luò)類型調(diào)整為point?螄to?螄point類型。由于UTM同時(shí)處于OSPF進(jìn)程10和進(jìn)程20中,此時(shí)需要在各自進(jìn)程中使用import?螄route ospf Process?螄id命令進(jìn)行進(jìn)程的相互引入。
在SW2,SW3,RT1,RT2,RT3上需要進(jìn)行OSPF協(xié)議中進(jìn)行基本功能配置、安全特性設(shè)置及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。為了保護(hù)服務(wù)器群的業(yè)務(wù)網(wǎng)段數(shù)據(jù),提高OSPF路由協(xié)議的安全性,在匯聚層交換機(jī)S2和S3上服務(wù)器VLAN的接口上使用silent?螄interface命令可以將服務(wù)器網(wǎng)段虛擬局域網(wǎng)接口變成靜默接口,靜止發(fā)送OSPF報(bào)文,S2和S3可以學(xué)習(xí)到外部的路由,但其他路由器學(xué)習(xí)不到S2和S3連接的業(yè)務(wù)網(wǎng)段數(shù)據(jù)報(bào)文。
2.3 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)VPN安全鏈路的實(shí)現(xiàn)
UTM是一種被稱為統(tǒng)一威脅管理的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備,不僅可以部署路由功能還可以實(shí)現(xiàn)防火墻及防攻擊、防病毒等功能。在園區(qū)網(wǎng)中使用的是H3C系列U-200S,它具有5 kM的以太網(wǎng)接口,其中G0/0作為管理接口,其他接口作為配置接口,和總部網(wǎng)絡(luò)相連的G0/1和G0/2接口劃分在Trust安全域中,連接分部的G0/3接口和連接合作伙伴的G0/4接口劃分在Untrust安全域中。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在Trust和Untrust兩個(gè)安全域中傳輸需要在UTM創(chuàng)建域間策略規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)引流,具體創(chuàng)建的域間策略規(guī)則有:Local域到Trust域、Local域到Untrust域、Trust域到local域、Untrust域到Local域、Untrust域到Trust域以及Trust域到Untrust域。在這些域間策略規(guī)則中設(shè)置需要通過(guò)的源IP地址和目的IP地址,最后將過(guò)濾動(dòng)作設(shè)置為Permit,域間策略規(guī)則的實(shí)施在UTM上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的引流。上述部署可以在UTM圖形界面中基本配置的接口管理和安全域中實(shí)現(xiàn)。
在企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中,為了保障總部與分部及合作伙伴鏈路的數(shù)據(jù)傳輸安全,使用了VPN(虛擬專用網(wǎng))技術(shù),它可以在公共的網(wǎng)絡(luò)中建立加密的傳輸隧道[5]。在測(cè)試過(guò)程中,分別在UTM和R2,UTM和R3之間通過(guò)GRE over IPSec的方式建立VPN進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。VPN部署的具體思路:① 首先設(shè)置ACL確定要保護(hù)的數(shù)據(jù),此時(shí)主要保護(hù)總部業(yè)務(wù)網(wǎng)段和分部業(yè)務(wù)網(wǎng)段之間的相互訪問(wèn)的數(shù)據(jù);② 設(shè)置安全提議,這是建立加密隧道的基礎(chǔ),根據(jù)具體情況此處采用了ESP安全協(xié)議,使用了DES加密算法和HMAC-SHA-1認(rèn)證算法,保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性;③ 設(shè)置安全策略,在安全策略中需要確定對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行和保護(hù)措施,采用IKE自動(dòng)協(xié)商方式與對(duì)等體生成秘鑰并建立SA;④ 最后,在接口上進(jìn)行策略的應(yīng)用,由于本研究使用了GRE over IPSec VPN,需要在Tunnel端口上進(jìn)行策略的應(yīng)用。
網(wǎng)絡(luò)組建部署完畢后需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的功能進(jìn)行測(cè)試,以確定網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)。
(1) 路由測(cè)試。通過(guò)在路由器R2上使用display ip routing?螄table進(jìn)行查看路由信息,R2已經(jīng)學(xué)習(xí)到園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的全部路由信息。R2路由表如圖2所示。
(2) 鏈路通暢測(cè)試。在路由網(wǎng)絡(luò)部分部署成功的基礎(chǔ)上,為了進(jìn)一步測(cè)試鏈路的通暢,在IRF的VLAN 10中接入一臺(tái)PC,作為市場(chǎng)部服務(wù)器,其IP地址為192.30.10.2,從分部R2發(fā)送數(shù)據(jù)至該服務(wù)器,如圖3所示實(shí)現(xiàn)了暢通。
(3) VPN測(cè)試。當(dāng)UTM分別和R2及R3建立IPsec VPN后,需要在兩個(gè)受保護(hù)的網(wǎng)段之間相互發(fā)送數(shù)據(jù)流,才能夠激活I(lǐng)PSec SA,否則SA無(wú)法建立。圖4現(xiàn)實(shí)了分部R2上SA的建立情況。通過(guò)測(cè)試結(jié)果,可以清晰的看到UTM和R2之間的VPN已經(jīng)成功建立,數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中進(jìn)行了加密保護(hù)。
工程環(huán)境下園區(qū)網(wǎng)絡(luò)組建的實(shí)施,按照工程項(xiàng)目的實(shí)施流程,對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行優(yōu)化,使用了交換、路由、安全等方面的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的暢通、可靠和安全。通過(guò)工程環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仿真測(cè)試,增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施能力,對(duì)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了驗(yàn)證,網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行了測(cè)試,加快了園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施進(jìn)度,對(duì)中小企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。
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