今回はOSPFにおいて、LSAに変化が発生した際のやり取りについて解説します。
座学
LSAの更新
OSPFでは、インタフェースのアップ/ダウンなどが発生し、LSAの更新が必要な場合、LSU(Link State Update)に新しいLSAを格納し送信します。
LSUを受信したルータは、LSUの送信元のルータに、LSUが正しく受信できたことを通知するために、LSAck(Link State Acknowledgement)パケットを返信します。もし、LSUの送信元のルータがLSAckを受信できない場合、LSUを再送します。
Point-to-PointネットワークでのLSAの更新
Point-to-Pointネットワークでは、LSAの更新が発生した場合、ルータは224.0.0.5宛にLSUを送信します。
対向のルータはLSUを受信後、224.0.0.5宛にLSAckを返信します。
Point-to-MultipointネットワークでのLSAの更新
Point-to-Multipointネットワークでは、LSAの更新が発生した場合、ルータはアジャセンシーを確立しているルータに対して、ユニキャストでLSUを送信します。
LSUを受信したルータは、LSUの送信元のルータに対してユニキャストでLSAckを返信します。
BroadcastネットワークでのLSAの更新
Broadcastネットワークでは、LSAの更新が発生した場合、ルータはアジャセンシーをDR/BDRに対して、224.0.0.6宛でLSUを送信します。224.0.0.6はDR/BDRのみ受信可能なマルチキャストアドレスになります。
DRはLSUを受信後、224.0.0.5宛にLSUを送信します。224.0.0.5はOSPFが動作している全ルータが受信可能なマルチキャストアドレスになります。最初のLSUを送信したルータは、このLSUを受信することで、自分自身が送信したLSUをDRが正しく受信できたことを把握できます。
DRが送信したLSUを受信したルータは、224.0.0.6宛にLSAckを返信します。
実機での動作確認
検証内容1
R1、R2でOSPF Area 0を有効にし、ルート情報を交換します。
R1、R2のNetwork TypeにはPoint-to-Pointを使用します。
R2のg3をダウンさせ、Point-to-PointネットワークでのLSA更新時の動作を確認します。
初期設定
interface GigabitEthernet2
ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf network point-to-point
!
router ospf 1
router-id 1.1.1.1
network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
interface GigabitEthernet2
ip address 10.1.1.2 255.255.255.0
ip ospf network point-to-point
!
interface GigabitEthernet3
ip address 10.2.2.2 255.255.255.0
!
router ospf 1
router-id 2.2.2.2
network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
network 10.2.2.0 0.0.0.255 area 0
R2が生成したLSA Type 1の確認(R2のg3ダウン前)
R1のLSDBに存在するR2のLSA Type 1には10.2.2.0/24の情報が存在することが確認できます。
R1#show ip ospf database router 2.2.2.2
OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 9
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 2.2.2.2
Advertising Router: 2.2.2.2
LS Seq Number: 80000004
Checksum: 0xF0E1
Length: 60
Number of Links: 3
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.2.2.0
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 1.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.1.1.0
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
R2のg3をシャットダウン
R2のg3をシャットダウンします。
interface GigabitEthernet2
shutdown
R2のg3がダウンした際のやり取りの確認
以下はR2のg3がダウンした際のR1とR2のOSPFのDebugになります。R2は224.0.0.5宛にLSUを送信し、R1は224.0.0.5宛にLSAckを返信していることが確認できます。
R1#debug ip ospf packet
*May 12 13:59:47.188: OSPF-1 PAK : Gi2: OUT: 10.1.1.2->224.0.0.5: ver:2 type:4 len:76 rid:2.2.2.2 area:0.0.0.0 chksum:BCE6 auth:0
*May 12 13:59:49.691: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.1->224.0.0.5: ver:2 type:5 len:44 rid:1.1.1.1 area:0.0.0.0 chksum:DA13 auth:0
R2#debug ip ospf packet
*May 12 13:59:51.753: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.2->224.0.0.5: ver:2 type:4 len:76 rid:2.2.2.2 area:0.0.0.0 chksum:BCE6 auth:0
*May 12 13:59:54.254: OSPF-1 PAK : Gi2: OUT: 10.1.1.1->224.0.0.5: ver:2 type:5 len:44 rid:1.1.1.1 area:0.0.0.0 chksum:DA13 auth:0
以下はR2のg3がダウンした際の10.1.1.0/24上でのOSPFでやり取りされたパケットになります。R2は224.0.0.5宛にLSUを送信し、R1は224.0.0.5宛にLSAckを返信していることが確認できます。
以下はR1が返信したLSAckになります。メッセージタイプが5であること、また、LSUで学習したLSAのヘッダが格納されていることが確認できます。
R2が生成したLSA Type 1の確認(R2のg3ダウン後)
R1のLSDBに存在するR2のLSA Type 1から10.2.2.0/24の情報が消失したことが確認できます。
R1#show ip ospf database router 2.2.2.2
OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 43
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 2.2.2.2
Advertising Router: 2.2.2.2
LS Seq Number: 80000005
Checksum: 0x7779
Length: 48
Number of Links: 2
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 1.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.1.1.0
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
検証内容2
R1、R2、R3でOSPF Area 0を有効にし、ルート情報を交換します。
R1、R2、R3のNetwork TypeにはPoint-to-Multipointを使用します。
R2のg3をダウンさせ、Point-to-MultipointネットワークでのLSA更新時の動作を確認します。
初期設定
interface GigabitEthernet2
ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf network point-to-multipoint
!
router ospf 1
router-id 1.1.1.1
network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
interface GigabitEthernet2
ip address 10.1.1.2 255.255.255.0
ip ospf network point-to-multipoint
!
interface GigabitEthernet3
ip address 10.2.2.2 255.255.255.0
!
router ospf 1
router-id 2.2.2.2
network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
network 10.2.2.0 0.0.0.255 area 0
interface GigabitEthernet2
ip address 10.1.1.3 255.255.255.0
ip ospf network point-to-multipoint
!
router ospf 1
router-id 3.3.3.3
network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R2が生成したLSA Type 1の確認(R2のg3ダウン前)
R1のLSDBに存在するR2のLSA Type 1には10.2.2.0/24の情報が存在することが確認できます。
R1#show ip ospf database router 2.2.2.2
OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 17
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 2.2.2.2
Advertising Router: 2.2.2.2
LS Seq Number: 80000004
Checksum: 0x6345
Length: 72
Number of Links: 4
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.2.2.0
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 3.3.3.3
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 1.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.1.1.2
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.255
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 0
R3のLSDBに存在するR2のLSA Type 1には10.2.2.0/24の情報が存在することが確認できます。
R3#show ip ospf database router 2.2.2.2
OSPF Router with ID (3.3.3.3) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 38
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 2.2.2.2
Advertising Router: 2.2.2.2
LS Seq Number: 80000004
Checksum: 0x6345
Length: 72
Number of Links: 4
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.2.2.0
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 3.3.3.3
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 1.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.1.1.2
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.255
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 0
R2のg2をシャットダウン
R2のg3をシャットダウンします。
interface GigabitEthernet3
shutdown
R2のg3がダウンした際のやり取りの確認
以下はR2のg3がダウンした際のR1~R3のOSPFのDebugになります。R2は10.1.1.1と10.1.1.3宛にLSUを送信し、R1とR3は10.1.1.2宛にLSAckを返信していることが確認できます。
R1#debug ip ospf packet
*May 12 14:27:58.911: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.2->10.1.1.1: ver:2 type:4 len:88 rid:2.2.2.2 area:0.0.0.0 chksum:9502 auth:0
*May 12 14:28:01.411: OSPF-1 PAK : Gi2: OUT: 10.1.1.1->10.1.1.2: ver:2 type:5 len:44 rid:1.1.1.1 area:0.0.0.0 chksum:C546 auth:0
R2#debug ip ospf packet
*May 12 14:27:54.342: OSPF-1 PAK : Gi2: OUT: 10.1.1.2->10.1.1.3: ver:2 type:4 len:88 rid:2.2.2.2 area:0.0.0.0 chksum:9502 auth:0
*May 12 14:27:54.342: OSPF-1 PAK : Gi2: OUT: 10.1.1.2->10.1.1.1: ver:2 type:4 len:88 rid:2.2.2.2 area:0.0.0.0 chksum:9502 auth:0
*May 12 14:27:54.345: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.3->10.1.1.2: ver:2 type:4 len:88 rid:3.3.3.3 area:0.0.0.0 chksum:92FF auth:0
*May 12 14:27:54.345: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.1->10.1.1.2: ver:2 type:4 len:88 rid:1.1.1.1 area:0.0.0.0 chksum:9703 auth:0
R3#debug ip ospf packet
*May 12 14:27:57.274: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.2->10.1.1.3: ver:2 type:4 len:88 rid:2.2.2.2 area:0.0.0.0 chksum:9502 auth:0
*May 12 14:27:59.774: OSPF-1 PAK : Gi2: OUT: 10.1.1.3->10.1.1.2: ver:2 type:5 len:44 rid:3.3.3.3 area:0.0.0.0 chksum:C142 auth:0
以下はR2のg3がダウンした際の10.1.1.0/24上でのOSPFでやり取りされたパケットになります。R2は10.1.1.1と10.1.1.3宛にLSUを送信し、R1とR3は10.1.1.2宛にLSAckを返信していることが確認できます。
R2が生成したLSA Type 1の確認(R2のg3ダウン後)
R1のLSDBに存在するR2のLSA Type 1から10.2.2.0/24の情報が消失したことが確認できます。
R1#show ip ospf database router 2.2.2.2
OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 54
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 2.2.2.2
Advertising Router: 2.2.2.2
LS Seq Number: 80000005
Checksum: 0x8C3A
Length: 60
Number of Links: 3
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 3.3.3.3
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 1.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.1.1.2
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.255
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 0
R3のLSDBに存在するR2のLSA Type 1から10.2.2.0/24の情報が消失したことが確認できます。
R1#show ip ospf database router 2.2.2.2
OSPF Router with ID (3.3.3.3) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 44
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 2.2.2.2
Advertising Router: 2.2.2.2
LS Seq Number: 80000005
Checksum: 0x8C3A
Length: 60
Number of Links: 3
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 3.3.3.3
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: another Router (point-to-point)
(Link ID) Neighboring Router ID: 1.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.1.1.2
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.255
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 0
検証内容3
R1、R2、R3、R4でOSPF Area 0を有効にし、ルート情報を交換します。
R1、R2、R3、R4のNetwork TypeにはBroadcastを使用し、R1をDR、R2をBDRとします。
R3のg3をダウンさせ、BroadcastネットワークでのLSA更新時の動作を確認します。
初期設定
interface GigabitEthernet2
ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf priority 5
!
router ospf 1
router-id 1.1.1.1
network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
interface GigabitEthernet2
ip address 10.1.1.2 255.255.255.0
!
router ospf 1
router-id 2.2.2.2
network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
interface GigabitEthernet2
ip address 10.1.1.3 255.255.255.0
ip ospf priority 0
!
interface GigabitEthernet3
ip address 10.2.2.3 255.255.255.0
!
router ospf 1
router-id 3.3.3.3
network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
network 10.2.2.0 0.0.0.255 area 0
interface GigabitEthernet2
ip address 10.1.1.5 255.255.255.0
ip ospf priority 0
!
router ospf 1
router-id 4.4.4.4
network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R3が生成したLSA Type 1の確認(R3のg3ダウン前)
R1のLSDBに存在するR3のLSA Type 1には10.2.2.0/24の情報が存在することが確認できます。
R1#show ip ospf database router 3.3.3.3
OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 15
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 3.3.3.3
Advertising Router: 3.3.3.3
LS Seq Number: 80000007
Checksum: 0xAC2D
Length: 48
Number of Links: 2
Link connected to: a Transit Network
(Link ID) Designated Router address: 10.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.3
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.2.2.0
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
R2のLSDBに存在するR3のLSA Type 1には10.2.2.0/24の情報が存在することが確認できます。
R2#show ip ospf database router 3.3.3.3
OSPF Router with ID (2.2.2.2) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 34
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 3.3.3.3
Advertising Router: 3.3.3.3
LS Seq Number: 80000007
Checksum: 0xAC2D
Length: 48
Number of Links: 2
Link connected to: a Transit Network
(Link ID) Designated Router address: 10.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.3
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.2.2.0
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
R4のLSDBに存在するR3のLSA Type 1には10.2.2.0/24の情報が存在することが確認できます。
R4#show ip ospf database router 3.3.3.3
OSPF Router with ID (4.4.4.4) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 12
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 3.3.3.3
Advertising Router: 3.3.3.3
LS Seq Number: 80000008
Checksum: 0xAA2E
Length: 48
Number of Links: 2
Link connected to: a Transit Network
(Link ID) Designated Router address: 10.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.3
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
Link connected to: a Stub Network
(Link ID) Network/subnet number: 10.2.2.0
(Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
R2のg2をシャットダウン
R3のg3をシャットダウンします。
interface GigabitEthernet3
shutdown
R3のg3がダウンした際のやり取りの確認
以下はR3のg3がダウンした際のR1~R4のOSPFのDebugになります。R3は224.0.0.6宛にLSUを送信し、R1は224.0.0.5宛にLSUを送信し、R4は224.0.0.6宛にLSAckを返信していることが確認できます。
R1#debug ip ospf packet
*May 14 05:06:53.066: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.3->224.0.0.6: ver:2 type:4 len:64 rid:3.3.3.3 area:0.0.0.0 chksum:2685 auth:0
*May 14 05:06:53.067: OSPF-1 PAK : Gi2: OUT: 10.1.1.1->224.0.0.5: ver:2 type:4 len:64 rid:1.1.1.1 area:0.0.0.0 chksum:2A88 auth:0
*May 14 05:06:55.568: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.4->224.0.0.6: ver:2 type:5 len:44 rid:4.4.4.4 area:0.0.0.0 chksum:3C9E auth:0
R2#debug ip ospf packet
*May 14 05:06:53.076: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.3->224.0.0.6: ver:2 type:4 len:64 rid:3.3.3.3 area:0.0.0.0 chksum:2685 auth:0
*May 14 05:06:53.077: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.1->224.0.0.5: ver:2 type:4 len:64 rid:1.1.1.1 area:0.0.0.0 chksum:2A88 auth:0
*May 14 05:06:55.578: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.4->224.0.0.6: ver:2 type:5 len:44 rid:4.4.4.4 area:0.0.0.0 chksum:3C9E auth:0
R3#debug ip ospf packet
*May 14 05:06:53.071: OSPF-1 PAK : Gi2: OUT: 10.1.1.3->224.0.0.6: ver:2 type:4 len:64 rid:3.3.3.3 area:0.0.0.0 chksum:2685 auth:0
*May 14 05:06:53.073: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.1->224.0.0.5: ver:2 type:4 len:64 rid:1.1.1.1 area:0.0.0.0 chksum:2A88 auth:0
R4#debug ip ospf packet
*May 14 05:06:53.050: OSPF-1 PAK : Gi2: IN: 10.1.1.1->224.0.0.5: ver:2 type:4 len:64 rid:1.1.1.1 area:0.0.0.0 chksum:2A88 auth:0
*May 14 05:06:55.550: OSPF-1 PAK : Gi2: OUT: 10.1.1.4->224.0.0.6: ver:2 type:5 len:44 rid:4.4.4.4 area:0.0.0.0 chksum:3C9E auth:0
以下はR3のg3がダウンした際の10.1.1.0/24上でのOSPFでやり取りされたパケットになります。R3は224.0.0.6宛にLSUを送信し、R1は224.0.0.5宛にLSUを送信し、R4は224.0.0.6宛にLSAckを返信していることが確認できます。
R3が生成したLSA Type 1の確認(R3のg3ダウン後)
R1のLSDBに存在するR3のLSA Type 1から10.2.2.0/24の情報が消失したことが確認できます。
R1#show ip ospf database router 2.2.2.2
OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 80
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 3.3.3.3
Advertising Router: 3.3.3.3
LS Seq Number: 80000009
Checksum: 0xAEC
Length: 36
Number of Links: 1
Link connected to: a Transit Network
(Link ID) Designated Router address: 10.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.3
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
R2のLSDBに存在するR3のLSA Type 1から10.2.2.0/24の情報が消失したことが確認できます。
R3#show ip ospf database router 2.2.2.2
OSPF Router with ID (2.2.2.2) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 90
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 3.3.3.3
Advertising Router: 3.3.3.3
LS Seq Number: 80000009
Checksum: 0xAEC
Length: 36
Number of Links: 1
Link connected to: a Transit Network
(Link ID) Designated Router address: 10.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.3
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
R4のLSDBに存在するR3のLSA Type 1から10.2.2.0/24の情報が消失したことが確認できます。
R3#show ip ospf database router 2.2.2.2
OSPF Router with ID (4.4.4.4) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
LS age: 99
Options: (No TOS-capability, DC)
LS Type: Router Links
Link State ID: 3.3.3.3
Advertising Router: 3.3.3.3
LS Seq Number: 80000009
Checksum: 0xAEC
Length: 36
Number of Links: 1
Link connected to: a Transit Network
(Link ID) Designated Router address: 10.1.1.1
(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.3
Number of MTID metrics: 0
TOS 0 Metrics: 1
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