2017 CCS企業(yè)云計算高峰論壇(ccs.d1net.com)于4月26日在北京新世紀(jì)日航飯店盛大舉行，這是國內(nèi)面向政企客戶的最重要的一個云計算會展。CCS企業(yè)云計算高峰論壇的主題為云計算的生態(tài)鏈。
以下是現(xiàn)場速遞。
書生云 首席體系結(jié)構(gòu)技術(shù)官 夏御杰
主持人：接下來的發(fā)言來自書生云，發(fā)言的領(lǐng)域是超融合，超融合是一個新興的領(lǐng)域，在大家都還在了解和熟悉超融合的時候，我想大家可能都被前兩周這個領(lǐng)域迄今最大的一個價值十億元的單子給震到了。什么樣的公司拿到了這個單?
接下來，書生云首席體系結(jié)構(gòu)技術(shù)官夏御杰將為我們帶來：用超融合技術(shù)打造EB級云平臺，大家掌聲歡迎!
夏御杰：各位好! 我是書生云的首席技術(shù)官，今天要分享的是我們最近在運行的一個項目，就是為浙江紹興鳳凰創(chuàng)新園打造一個1EB的數(shù)據(jù)中心，這個數(shù)據(jù)中心有什么特別之處，接下來跟各位分享。
首先，1EB是一個什么概念? 整體來看1EB的數(shù)據(jù)中心，它實際上可以同時容納200萬個虛擬機(jī)或者是容器的計算運作能力。而存儲容量上若以較常見的家庭的存儲容量需求，它可以存儲3000萬個家庭的數(shù)據(jù)存儲。同時每秒也可以執(zhí)行數(shù)千萬的交易服務(wù)。在系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的可靠性方面，它能夠保證這個系統(tǒng)全年不間斷的運行，24小時的提供服務(wù)，而不會因為系統(tǒng)故障，無法服務(wù)客戶的情況。
我們在建構(gòu)1EB云的數(shù)據(jù)中心時，發(fā)現(xiàn)投入是非常巨大的，一般投入從十億開始，甚至到數(shù)十億的投入。所以，我們會發(fā)現(xiàn)建構(gòu)一個1EB的云，除了相關(guān)的技術(shù)很重要，以及建構(gòu)的架構(gòu)很重要以外，建構(gòu)成本與運維成本更是重要。
談到云數(shù)據(jù)中心的成本，我們來看成本包含哪幾個部分?
第一，時間成本，建構(gòu)1EB云數(shù)據(jù)中心需要耗費很多的時間，很多的人力。我們有沒有什么方法能夠簡化建構(gòu)過程,讓建構(gòu)云能更容易，讓建構(gòu)云能更快速。
第二，設(shè)備與系統(tǒng)的成本。我們在建構(gòu)云數(shù)據(jù)中心的時候，若我們在架構(gòu)上、設(shè)計上、硬件上選擇使用很多企業(yè)級高端設(shè)備，也就是單點高可靠性的設(shè)備，這些高可靠性的設(shè)備雖然云數(shù)據(jù)中心建構(gòu)的需求，但是設(shè)備的成本非常高，所以直接造成云的建構(gòu)與運維成本嚴(yán)重提高。然而在云的建設(shè)與運維過程中，成本掌控是很重要的,這直接關(guān)系到客戶的云成本。還有另一個常乎略的成本是我們采用企業(yè)級的設(shè)備，用的也是企業(yè)級的系統(tǒng)，所以在云的運營上面需要很多熟悉企業(yè)級設(shè)備與系統(tǒng)的專業(yè)人員 , 須要付出高昂服務(wù)費與培訓(xùn)費的專業(yè)人員 , 也直接增加了運維上的高成本。所以，從成本整體看來，中國如果在運維云方面存在這樣一個成本問題，怎么跟國外像亞馬遜這樣大型的云數(shù)據(jù)公司在中國和全球市場競爭，我們面臨的挑戰(zhàn)是很大的。
我們書生云在建立整個1EB云的數(shù)據(jù)中心上面有我們自己的方法。我們的方法簡單來說就是減法。也就是把整個數(shù)據(jù)云的架構(gòu)與設(shè)計層級盡可能的簡化，這個簡化除了是技術(shù)上的簡化，也是運維上的簡化，同時也是成本上的簡化。
簡化的技術(shù)上有什么樣的特點。
首先，我們在簡化的架構(gòu)上，我們其實采取了分布式的架構(gòu)。分布式的架構(gòu)跟一般的分布式也有不同之處。第二部分，我們采取超融合的設(shè)計，把建構(gòu)云所需要的建全機(jī)制以機(jī)柜的方式來提供，并開機(jī)即用，并集群成云服務(wù)。這樣的方式能夠很快速的建立一個完整的云服務(wù)。第三，我們體會到客戶的使用方便性，所以我們在整個數(shù)據(jù)中心建構(gòu)管理方面采用超融合用戶管理中心，這個管理中心只需要一般的運維人員就可以維運，不用特別找熟悉數(shù)據(jù)庫的，或者是網(wǎng)絡(luò)的專家，配合很多培訓(xùn)與認(rèn)證才能開始運維，我們只需要懂IT的人就可以運維整個云數(shù)據(jù)中心。
在架構(gòu)上面，我們跟傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心有什么不同呢? 剛剛提到我們是一個超融合、分布式的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。所以，它跟傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心一央樣是個高可靠性的數(shù)據(jù)中心，甚至可以提供更高的可靠性。主因是用分布式的架構(gòu)去做，在分布式的這樣的基礎(chǔ)上，我們也做了很多的優(yōu)化，在架構(gòu)上我們也做了很多的改變與簡化。
所以，過去我們依靠傳統(tǒng)要靠商業(yè)的服務(wù)器，雙控的架構(gòu)，或者是垂直擴(kuò)展集群的服務(wù)器來提高可靠度。我們現(xiàn)在是用所謂的分布式架構(gòu)，設(shè)備故障完全不影響其可用與可靠性，并且基于共享存儲架構(gòu)的方式也能夠達(dá)到傳統(tǒng)企業(yè)級高端服務(wù)器可靠性。甚至超越，在經(jīng)過驗證的測試發(fā)現(xiàn)它的可靠性是傳統(tǒng)企業(yè)級服務(wù)器的1000倍，而實際只增加20%的成本，比傳統(tǒng)的企業(yè)級架構(gòu)有很多成本優(yōu)勢。
談到超融合，為什么我們建構(gòu)1EB的云數(shù)據(jù)中心需要用超融合?首先，考慮到超融合的方便性，超融合的方便性能夠快速建構(gòu)云數(shù)據(jù)中心。過去在建構(gòu)數(shù)據(jù)中心的經(jīng)驗中，從部署服務(wù)器與存儲，還有網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)，到整個系統(tǒng)的調(diào)試，以及各方面參數(shù)的調(diào)整與測式，包括應(yīng)用和虛擬化各方面的整合，并建立集群進(jìn)行服務(wù)。這個建構(gòu)的過程，我們最快也需要6個月以上。正常的情況是需要一年的時間，甚至一年以上的時間來建構(gòu)。
使用超融合建構(gòu) , 能省去傳統(tǒng)在布署、調(diào)適、優(yōu)化的時間，將建構(gòu)時間縮短為3個月內(nèi)，大大減少了建構(gòu)云的時間成本。
第二，在建構(gòu)1EB云數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)方式，我們會用很多不同廠商的設(shè)備，每個廠商的設(shè)備里面都有不同的應(yīng)用，接口與管理方式，我們要如何整合這些廠商的產(chǎn)品，廠商的應(yīng)用，因為每個廠商的方式都不一樣。所以，在超融合的云管理設(shè)計上我們采取的方式是支持開源，同時可以用軟件去定義設(shè)備。定義什么呢?第一，定義計算池，定義虛擬化的應(yīng)用。第二，定義網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。第三，定義存儲池與相關(guān)的應(yīng)用。也就是我們通過一個超融合技術(shù)與管理中心系統(tǒng)，已經(jīng)把網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲融合在一起，甚至系統(tǒng)布署上能夠在線實時的部署，這樣可以不受到硬件廠商，或者國外硬件廠商的技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)限制，我們能夠自己定義我們網(wǎng)絡(luò)管理，或定義存儲，計算這方面故障遷移，故障處理的方式，這都是我們透過軟件來定義與管理來提供云數(shù)據(jù)中心的服務(wù)與應(yīng)用。
所以，為了不讓我們在建構(gòu)云的時候我們受到這些生態(tài)鏈，或是供應(yīng)商，廠商技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)方面的捆綁和限制，我們在超融合的管理技術(shù)方案還有系統(tǒng)技術(shù)方案采取開源方式，這也是國內(nèi)少數(shù)幾家愿意把技術(shù)源代碼，架構(gòu)開源出來的廠商。這樣的理念主要是讓客戶在使用我們的系統(tǒng)，技術(shù)人員也能夠完全掌握與處理運維需求，也能夠在上面進(jìn)行二次開發(fā)與應(yīng)用開發(fā)來符合運維需求，同時在技術(shù)支持上也是開放性的。我們的客戶有自己的運維與開發(fā)團(tuán)隊，他們可以利用我們開源的技術(shù)與方式來滿足運維上的需求。
第三，我們的超融合是基于商業(yè)化的架構(gòu)設(shè)計，并不是完全依賴開源的架構(gòu)去做的，而是把我們商業(yè)化超融合產(chǎn)品的設(shè)計與代碼進(jìn)行開源，所以這是一個反向運作。前一場演講中京東云提到，國內(nèi)有很多云廠商的產(chǎn)品與技術(shù)同質(zhì)性很高，主要的原因是因為云廠商以開源為主來建構(gòu)他們的云產(chǎn)品與云服務(wù)，所以技術(shù)與產(chǎn)品會大同小異。我們的做法不一樣，我們是以商業(yè)化設(shè)計與開發(fā)為主，然后開源給開源的社區(qū)使用，這是我們在產(chǎn)品與技術(shù)上提供給開源的理念。
第四，用戶體驗是一個很重要的環(huán)節(jié)，建構(gòu)一個超大型的數(shù)據(jù)中心如何去管理，如何讓它能夠持續(xù)的運維，其實很重要。我們做了一個事情，就是我們在超融合的系統(tǒng)管理上做了很人性化，一個高用戶體驗的管理中心，這個管理中心的系統(tǒng)也是開源，讓用戶能夠在這樣的基礎(chǔ)上能夠開發(fā)自己的界面。我們也提供能管理運維的界面，這個界面讓用戶很容易，可以用觸控的方式來管理，我們每臺機(jī)柜上面有一個觸控面板，可以很快速的檢查設(shè)備與服務(wù)狀態(tài)，或是透過一臺筆電登入管理中心，不需要另外購買昂貴的專業(yè)設(shè)備或軟件就可以控管數(shù)已千計，數(shù)以萬計的服務(wù)器計算節(jié)點、存儲跟網(wǎng)絡(luò)。
第五，超融合產(chǎn)品有一個特性，就是它在硬件方面使用的是標(biāo)準(zhǔn)硬件，這樣做的目的是希望在建構(gòu)超融合體柜的過程中能讓客戶參與并可以自己選擇所要的配置，而不會因為硬件的捆綁造成客戶的選擇變得很受限制。所以我們采用了標(biāo)準(zhǔn)的硬件服務(wù)器、存儲設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等等來建構(gòu)超融合數(shù)據(jù)云。
如何發(fā)揮硬件的性能?其實是我們一直在努力的方向。我們從軟件的架構(gòu)來看，系統(tǒng)軟件在硬件上面運作架構(gòu)與性能，硬件從過去的十年來，我們看到機(jī)械磁盤，到現(xiàn)在的固態(tài)硬盤，從CPU計算能力、內(nèi)存容量與性能，到現(xiàn)在已經(jīng)將近有100倍的成長。可是在軟件方面，如果我們?nèi)匀灰蕾囬_源的架構(gòu)，就會發(fā)現(xiàn)軟件架構(gòu)與設(shè)計并沒有很大的進(jìn)步，因此我們采用商業(yè)化的做法，在軟件上進(jìn)行了重構(gòu)，這個重構(gòu)的概念就是我們?nèi)绻越煌▉砜矗浖泻芏鄥f(xié)議，有很多溝通的機(jī)制，甚至為了容災(zāi)，為了監(jiān)控，為了管理做了非常多的控制。這個控制就很像一個主要的道路上我們設(shè)了很多紅綠燈跟柵欄，并設(shè)置管理人員，指揮交通。可是我們知道尤其在北京這樣的交通環(huán)境里面，越控制越堵車，管理愈嚴(yán)密性能越低。
所以，軟件設(shè)計與架構(gòu)也是這樣的情況，我們在看到開源社區(qū)里面，軟件設(shè)計與框架，有些為了能夠全面的控管這些服務(wù)做了很多很多控制的機(jī)制。我們的做法是反其道而行，我們打通軟件與硬件的整合，比如利用RDMA，PCIe，又例如虛擬內(nèi)存之間數(shù)據(jù)交換與控制，減少高速的IO間的復(fù)雜協(xié)議，我們通過這樣的機(jī)制，我們在每個應(yīng)用，每個系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)，計算，存儲，我們都建構(gòu)了所謂的高速公路。這樣的高速公路是用軟件的方式去建構(gòu)的。也就是當(dāng)我們進(jìn)行服務(wù)運作的時候，我們其實排除掉很多中間所謂傳統(tǒng)方式管理的環(huán)節(jié)，而用更先進(jìn)的技術(shù)來進(jìn)行這方面的管理。所以，它在監(jiān)控、調(diào)試、調(diào)度、遷移的時候，它對于性能的影響是微乎其微的。這就是我們在超融合方面做了很多技術(shù)上的加強(qiáng)跟技術(shù)上的突破。
講到分布式架構(gòu)，我想最有名的就是Google。Google在分布式架構(gòu)，它建構(gòu)了一個很完善的分布式機(jī)制。我們用的是更先進(jìn)的超融合方式，它是將一個機(jī)柜作為一個數(shù)據(jù)中心重要的節(jié)點，所以每個機(jī)柜之間都是以分布式架構(gòu)與集群去服務(wù)，我們做了很多的努力來加速與簡化各節(jié)點之間的運行和數(shù)據(jù)交換方式，使整體運作性能能夠更順暢。
在整個超融合里面，計算節(jié)點，包括網(wǎng)絡(luò)與存儲之間我們怎么去做這方面的簡化跟架構(gòu)上的改變呢?首先，在超融合的服務(wù)器上，存儲跟計算節(jié)點融合外，我們采用SAS3為存儲交換網(wǎng)絡(luò)，這跟傳統(tǒng)的分布式不太一樣，傳統(tǒng)的分布式它的架構(gòu)是每個節(jié)點都會有自帶的硬盤，或者是所謂的固態(tài)盤，也就是數(shù)據(jù)，在這個節(jié)點上，數(shù)據(jù)跟其它節(jié)點之間是獨立的。如果是節(jié)點之間要做訊息的互換，或者訊息的交換，就要去走傳統(tǒng)的TCP/IP這樣的網(wǎng)絡(luò)，或者走IB的這樣一個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
我們的做法是直接透過SAS3存儲交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計共享存儲架構(gòu)，這樣的好處是SAS比對于TCP/IP是一個非常低延時、高帶寬的方式。同時，SAS性能增長速度也是以倍數(shù)的性能在增長，我們過去從SAS 2.0 6G到現(xiàn)在的SAS3.0 12G，在短時間內(nèi)已經(jīng)在性能上翻了一倍，并且在成本與性價比上要比萬兆網(wǎng)絡(luò)或IB網(wǎng)絡(luò)更有優(yōu)勢。
同時，我們在存儲網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，又跟傳統(tǒng)分布式存儲采取不一樣的技術(shù)與方式，傳統(tǒng)分布式存儲與計算因為透過網(wǎng)絡(luò)交換，它的數(shù)據(jù)獨立在各個節(jié)點上，所以在數(shù)據(jù)交換的過程中是采取副本的方式來保護(hù)數(shù)據(jù)，我們知道副本的方式保護(hù)數(shù)據(jù)，多一個副本對磁盤陣列空間來說存儲空間就直接減一半。網(wǎng)路性能也因此增加一倍的負(fù)荷，如果我們用傳統(tǒng)的分布式技術(shù)要提供高可靠數(shù)據(jù)保護(hù)方式，要達(dá)到5個9，甚至11個9這樣的一個數(shù)據(jù)可靠性的要求，我們最少就要用三個副本。也就是說，整個數(shù)據(jù)中心的存儲能力，因為我們運用了三個副本，總數(shù)據(jù)容量就直接變?yōu)樵瓉淼?/3。
然而用我們超融合的架構(gòu)去做，我們不再采取用副本的方式來保護(hù)數(shù)據(jù)，而我們是采取另外一種更好的方式來保護(hù)數(shù)據(jù)。這樣的保護(hù)數(shù)據(jù)的方式，我們也可以提供高可用、高可靠11個9的要求，并且只使用了總?cè)萘康?5%的冗余空間。這個冗余空間所帶來的直接效果是匹配于三個副本這樣的一個數(shù)據(jù)保護(hù)與可靠性的機(jī)制。這也是超融合存儲架構(gòu)上我們做的創(chuàng)新。
這個創(chuàng)新還有一個特點，就是因它在磁盤的整體數(shù)量上比傳統(tǒng)的架構(gòu)要減少了將近2倍，甚至3倍，所以它在總體的設(shè)備成本上，與數(shù)據(jù)中心的節(jié)能上是很有優(yōu)勢的。因為各位都知道，硬盤成本在數(shù)據(jù)中心里面占比是很高的，同時也是最容易故障的設(shè)備，跟CPU與內(nèi)存比較起來，硬盤相對來說是脆弱的。所以，我們在這方面透過先進(jìn)的機(jī)制架構(gòu)，能夠更節(jié)省磁盤的使用，同時也降低了整個數(shù)據(jù)中心的成本與節(jié)能。
關(guān)于我們采取SAS存儲網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，同時也能夠提高整體的運作性能。這邊我們做了一個比較，就是傳統(tǒng)分布式的網(wǎng)絡(luò)的方式，也就是友商常用的架構(gòu)，它透過網(wǎng)絡(luò)讓存儲跟計算節(jié)點之間透過TCP/IP的方式交換數(shù)據(jù)，和我們透過SAS3的方式，在性能上會有很大的不同。
為了做到分布式的運作，我們SAS存儲與計算節(jié)點之間，每個計算節(jié)點對接SAS盤陣都是全局性的，這個全局性的SAS對接能夠保證每個超融合節(jié)點即使其中有幾個節(jié)點在故障情況下，其它正常運行的超融合節(jié)點能夠快速的接手故障節(jié)點的運作。因為每個節(jié)點都是能夠接手控制或管理存儲數(shù)據(jù)的。所以在整個路徑上會非常快速，因為SAS協(xié)議沒有那么多復(fù)雜的監(jiān)管控制要求，在協(xié)議方面的運作路徑非常短，所以讀寫速度非常快。如果是透過傳統(tǒng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)運作，每次交換就需要多次CPU的介入與處理，這樣就會會影響運作性能，所以采用我們超融合的架構(gòu)與傳統(tǒng)分布架構(gòu)就有實質(zhì)性的差異。
所以，在我們超融合一體機(jī)的優(yōu)勢上面，整理了三個優(yōu)勢。第一個優(yōu)勢，我們雖然采取了分布式系統(tǒng)，并且我們分布式系統(tǒng)內(nèi)部是利用軟件架構(gòu)減法技術(shù)與高速通道進(jìn)行節(jié)點之間數(shù)據(jù)交換。第二個優(yōu)勢，基于SAS存儲網(wǎng)絡(luò)，將共享存儲架構(gòu)做高效的直接讀寫，也能夠提供相當(dāng)高的數(shù)據(jù)交換性能。第三個優(yōu)勢，這時各位就會想到數(shù)據(jù)安全性與可靠性怎么保證? 上場演講友商提到，對于數(shù)據(jù)中心來說安全性是很重要的，數(shù)據(jù)可靠性也是很高的要求，所以我們自主研發(fā)技術(shù)來提供高可靠、高安全的機(jī)制，包括存儲數(shù)據(jù)遷移與虛擬機(jī)的遷移，以及網(wǎng)絡(luò)故障的轉(zhuǎn)移，還有整個集群的遷移，我們都透過自主研發(fā)的機(jī)制，并商業(yè)化的產(chǎn)品設(shè)計整合，來進(jìn)行云數(shù)據(jù)中心整體的管理。
所以，我們超融合一體機(jī)的架構(gòu) 可以總結(jié)五個特點。第一，它和企業(yè)級高端系統(tǒng)與設(shè)備一樣高可用，但成本更低。第二，它很容易使用，不依賴專家的支持便可運維。第三，可以節(jié)能。因為整個架構(gòu)上已經(jīng)進(jìn)行了優(yōu)化跟簡化。第四，數(shù)據(jù)可靠性可以達(dá)到11個9。第五，在技術(shù)上面做了很多突破，所以它的IOPS可以輕松的達(dá)到百萬的性能。
提到用超融合來去運作1EB數(shù)據(jù)中心，我們測算過，在設(shè)備成本，運維成本，電力的節(jié)省，溫控成本，還有整個部署的時間成本等等，實際的結(jié)果是節(jié)省50%，跟傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心比較起來節(jié)省一半。所以，總體成本一個1EB數(shù)據(jù)中心運維的非常重要一點，用較低的成本達(dá)到比較高的性能，同時也確保運維的可用性，還有數(shù)據(jù)的可靠性。
簡單介紹一下我們公司。我們公司有20多年的歷史，過去在數(shù)據(jù)的保護(hù)，文件的保護(hù)，還有超融合數(shù)據(jù)云的建設(shè)，都有多年的經(jīng)驗。早在幾年前我們就已經(jīng)開始進(jìn)行超融合一體機(jī)的這樣一個建構(gòu)與開發(fā)。
因為我們超融合技術(shù)投入與產(chǎn)品的因素，我們很榮幸的能夠得到鳳凰大數(shù)據(jù)中心的青睞，我們很榮幸于今年4月份簽下一個十億的數(shù)據(jù)中心訂單，讓我們在浙江紹興能夠建構(gòu)一個1EB存儲跟計算能力的數(shù)據(jù)中心。
最后說明超融合數(shù)據(jù)中心的建設(shè)架構(gòu)上，我們采取了以每個機(jī)柜為一個重要的節(jié)點，然后形成一個集群，這個集群是可以擴(kuò)充的，并且可以夠擴(kuò)充成所謂的超大型數(shù)據(jù)中心。為什么我們可以這么容易的擴(kuò)充呢?是因為我們是用超融合的結(jié)構(gòu)，把計算，網(wǎng)絡(luò)，存儲都用軟件定義。同時，我們把整個集群的功能已經(jīng)融合在我們的產(chǎn)品里面。并在公有云，或者私有云的運作機(jī)制上，也把相關(guān)的功能與管理營運融入，還有系統(tǒng)控制管理跟用戶的界面也都整合到超融合的產(chǎn)品里面。
所以，當(dāng)客戶需要擴(kuò)建，需要增建整個數(shù)據(jù)中心的運作與設(shè)備時，只需要以機(jī)柜的方式購買就可以很快的加入現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心運作。透過我們的安全跟遷移的機(jī)制，能夠很快的讓客戶的系統(tǒng)進(jìn)行快速的遷移并達(dá)成負(fù)載均衡。所以，這就是我們建設(shè)超大型數(shù)據(jù)中心所用到的超融合架構(gòu)，這種架構(gòu)能夠快速的建構(gòu)云數(shù)據(jù)中心，所以無論企業(yè)需要建立私有云，或者是大型機(jī)構(gòu)需要建立公有云，都能夠以很快的方式建立起來，不再是過去傳統(tǒng)需要6個月，或者是一年以上的時間，我們可能只需要三個月的時間，甚至更短的時間就能夠建立數(shù)據(jù)中心。
這是書生云的最終目標(biāo)，讓天下沒有難建的云，今天我就介紹到這里，謝謝各位!
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