CN103609127A - 用于音频/视频网络中的代理实体表示的方法和*** - Google Patents
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Abstract
AV网络中的通信包括经由代理装置与收听方装置发起通信以进行数据流传输的发话方装置。代理装置参与在发起通信的发话方装置和收听方装置之间的内容发现、连接建立、AV选择和AV流传输中的一个或多个。
Description
技术领域
本发明总体上涉及音频/视频(AV)网络,并且具体地说,涉及AV网络中的AV流。
背景技术
不断增加的多媒体内容的量(具体地说,高质量的多媒体内容)向类似于计算平台和网络的设计师和管理员提出了许多挑战。在此方面,已经开发了许多标准来传输高质量多媒体数据。例如,视频电子标准协会(VESA)已经开发出了新的DisplayPort(DP)标准。DiiVA和HDBaseT是其它的开发用来支持高质量多媒体数据传输的近期的标准。在所有这类标准中,视频路径通常是单向的,其中,在两个物理端口之间视频数据仅被允许单向进行。
发明内容
技术问题
在所有以上标准中,视频路径通常是单向的,其中,在两个物理端口之间,视频数据仅被允许单向进行。
解决方案
根据本发明的实施例,AV网络中的通信包括经由代理装置与收听方装置发起通信以进行数据流传输的发话方装置。代理装置参与在发起通信的发话方装置和收听方装置之间的内容发现、连接建立、AV选择和AV流传输中的一个或多个。
根据本发明的实施例,采用基于网络的架构,使得代理实体被用来呈现连接的HDMI1.x装置。代理实体积极地参与内容发现、连接建立、AV选择和AV发送。本发明的实施例提供方法,使得下一代高清晰度多媒体接口装置用作HDMI1.x装置和下一代的下一代HDMI网络之间的代理。
有益效果
本发明的实施例提供对经过交换网络的双向视频发送的支持。参考以下描述、权利要求和附图,本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得清楚。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例的桥接的AV装置和代理实体表示的AV网络;
图1a示出根据本发明的实施例的实现下一代接口(NGI)高清晰度多媒体接口(HDMI)协议栈的桥接的AV装置和代理实体表示的AV网络;
图2示出根据本发明的实施例的用于图2的网络的NGI协议栈;
图3示出根据本发明的实施例的在音频视频桥接(AVB)网络中经过多跳和跨域的AV流传输;
图4示出根据本发明的实施例的代理实体的架构;
图5示出根据本发明的实施例的通过代理实体保持IP地址表;
图6示出根据本发明的实施例的图2的AV网络中的代理实体连接;
图7示出根据本发明的实施例的用于代理实体在AV网络中发送HDMI1.x控制消息的处理;
图8a示出根据本发明的实施例的通过代理实体的发话方消息处理的流程图;
图8b示出根据本发明的实施例的通过代理实体的收听方消息处理的流程图;
图9示出根据本发明的实施例的通过代理实体的AV格式选择的流程图;
图10示出根据本发明的实施例的用于通过IEEE AVTP传输AVI Info(信息)的处理;
图11示出包括用于实现本发明的实施例的计算机***的信息处理***的框图。
具体实施方式
本发明涉及AV网络中的数据流传输。根据本发明的实施例,应用基于网络的架构,使得代理实体被用来表示连接的高清晰度多媒体接口(HDMI)实体(诸如HDMI1.x装置)。代理实体积极参与到内容发现、连接建立、AV选择和AV发送。本发明的实施例提供对通过交换网络的双向视频发送的支持。本发明的实施例提供凭借下一代HDMI装置充当HDMI1.x装置和下一代的下一代HDMI网络之间的代理的方法。下一代HDMI接口将对当前代的HDMI装置提供向后的兼容性。
音频视频桥接(AVB)技术标准包括用于允许高质量、时间敏感的AV应用通过IEEE802桥接局域网(LAN)传输的一组规范。IEEE802.1Qat流预留协议(SRP)规范使AVB目的电子装置(通常称为收听方)能够注册对在AVB网络中传送来自AVB源电子装置(通常称为发话方)的特定AV流的请求。另外,AVB源装置可请求预留网络资源,使得能够发送特定AV流。在IEEE802.1Qat规范中定义的SRP提供一种机制,从而通过此机制,AVB源装置可注册用于在AVB网络中预留网络资源(诸如带宽)的请求,以使得能够传输特定AV流。收听方指示哪个数据流将被接收,发话方声明可被桥接实体支持的数据流。在数据流的两个端节点(例如,发话方和收听方)和沿着数据流的路径的传输节点(例如,网桥)中分配并配置网络资源。还提供用于检测过程的成功/失败的端到端信令机制。
典型的IEEE802.1AVB网络包括统称为AVB块或域的一组AVB装置。AVB网络可包括有线或光局域网(LAN)和/或无线LAN(WLAN)(诸如802.11ad/ac/a/g/n/ad/ac)。在AVB网络内的单个AVB装置可包括启用AVB的端点装置(例如,TV、AV接收器、桌上型计算机/膝上型计算机、蓝光播放器等)、LAN内的启用AVB的交换装置(即,AV交换机或网桥)以及WLAN内的启用AVB的接入点(即,AP)。在AVB块中,AV目的装置可向AV源装置请求AV流,其中,所述AV流可在从与AV流的传送相关联的服务质量(QoS)描述符所确定的特定延迟目标值内被传输经过AVB网络。
根据本发明的实施例,在AVB网络中的代理实体(装置)表示被映射到包括HDMI1.x源装置和接收装置的HDMI1.x实体的伪IEEE802.1AVB发话方实体和收听方实体。代理实体代表HDMI1.x源转置和接收装置协商并建立IEEE802.1AVB连接(诸如802.1Qat SRP)。代理装置为HDMI1.x实体保持唯一ID(例如,GUID、IP等),并在下一代HDMI接口的第3层处发布HDMI1.x实体的性能和AV内容。
图1示出根据本发明的实施例的包括多个装置的桥接网络的示例AVB网络10,所述桥接网络包括一个或更多个网桥装置11、发话方装置12和收听方装置13,其中,网桥装置经由用于对AV内容进行流传输的在发话方装置12和收听方装置13之间形成至少一个路径的通信链路L来连接发话方装置12和收听方装置13。根据本发明的实施例,网络10还包括至少一个代理实体15。
根据本发明的实施例,AV装置可包括:包含使用网络的处理的应用层(层7)、包含提供端到端数据传送的处理的传输或TCP层(层4)、包含对数据的路由的处理的IP层或网络/互联网层(层3)、用于访问物理通信介质的链路层(层2)和物理层(层1)。这些层与可松散地映射到开放式***架构(OSI)的TCP/IP层相似。链路层包括MAC层,并且物理层包括被配置用于在AV网络上进行通信的PHY层。
下一代HDMI接口(下文被称为NGI)可包括上述的AVB网络,其中,AVB网络包括可选择地支持可至少支持20Gbps的超高速下一代接口(NGI)的AVB端点。预计典型的房间到房间(room-to-room)网络连接将至少支持1000BASE-T。然而,10GBASE-T以及超过10GBASE-T在未来将变得普遍。
流净负荷可包括可以是原生视频的AV内容或由显示接口处理(诸如HDMI、显示端口(Display Port)或DVI)格式化的AV内容。可支持从3D、4KUD、HD、无损和视觉无损的范围的各种视频格式。根据本发明的实施例,图1a中示出示例NGI网络20,示例NGI网络20基于IEEE802.1AVB、1722和IEC61883实现NGI协议栈30,如图2所示。
IEEE802.1AS指定在网桥的网络中的时序的传输和同步。包括在预留路径中的AVB节点可实现管理时间敏感的AV数据的转发和排队的IEEE802.1Qav。多元多播注册协议(MMRP)可使AVB目的装置能够注册对于传送特定AV流的请求。IEC61883块的功能是对从应用层接收到的视频进行分包,并将其发送到AVTP以进行传输。图3示出根据本发明的实施例的在AVB网络40中经过多跳(物理链路)和跨域的AV流传输。例如,在房间2中的蓝光盘播放器(BD)将视频流传输到房间4中的TV。方案的细节被概括如下。源装置41(例如,BD-2)连接到使用HDMI1.x的AV交换机。AV交换机42在HDMI1.x和NGI网络之间起到代理实体的作用。接收装置43(例如,TV-4)经由NGI网络连接到交换机44(例如,1G交换机)。
在高级别上,在网络中的连接建立遵守以下步骤。用户经由NGI控制器装置来选择特定AV内容。在AV交换机42和接收装置43之间交换IEEE802.1AVB路径建立消息,以建立从源装置41到接收装置43的用于AV流传输的路径。AV流从源装置41流至接收装置43。图4示出根据本发明的实施例的代理实体(诸如AB交换机42)的实施例的架构,代理实体在源装置41和NGI网络45之间起代理装置的作用。
如图4所示,代理装置42连接到一个HDMI源(即,HDMI1.x源)装置41和一个HDMI接收(即,HDMI1.x接收)装置43。HDMI源装置(实体)41和接收装置(实体)43分别被表示为发话方实体和收听方实体。来自HDMI源装置和接收装置的HDMI HEAC、CEC和DDC信道被连接到代理实体42的控制和管理块46。最后,HEAV/DDC/CEC消息经过以太网链路47被复用,并连接到代理实体48的MAC/PHY层。
发话方实体41经由压缩块49连接到代理实体42。类似地,收听方实体43经由解压缩块50连接到代理实体42。在一个实施例中,压缩块49执行无损和视觉无损压缩。在另一实施例中,压缩块49不执行任何压缩,因此,未压缩的视频被发送。解压缩块50执行与压缩块完全相反的操作。压缩的AV经过IEEE1722传输。控制和管理传输块51将IEEE802.Qat SRP、IEEE802.1AS gPTP、IEEE802.1Qav、AV性能和发现、HDMI CEC和HDMI DDC转换块的功能表示为NGI消息。
在装置发现中的代理实体
对于HDMI1.x实体41和43,能够进行NGI的代理实体42对这样连接的HDMI1.x实体分配唯一GUID(全局唯一ID)。另外,唯一IP地址被分配给HDMI1.x实体,使得代理实体42和连接的HDMI1.x实***于相同子网中。例如,如果代理实体42具有192.16.10.z的IP地址,则两个连接的HDMI1.x实体41、43将分别具有192.168.10.x和192.168.10.y的IP地址。另外,实体41和实体43均具有唯一GUID。如图5所示,根据本发明的实施例,代理实体42保持用于保持IP地址、GUID等的转换表52。
在一个实施例中,在通过NGI网络发送经由控制和管理块46(图4)接收到的HDMI-CEC和DDC消息之前,代理实体42将所述HDMI-CEC和DDC消息封装到IP数据报53中。在另一示例中,代理实体42从接收到的NGI网络45上的IP数据报解封装HDMI-CEC和DDC消息,并经由所述的控制和管理块经过以太网将所述HDMI-CEC和DDC消息转发到相应的HDMI1.x实体。
如与图2的网络20相关的图6所示,根据本发明的实施例,AV交换机21是连接到HDMI1.x TV装置22和BD装置23的代理实体。控制器24经由在图2中的栈的层3上的代理实体21发现存在于BD装置23处的AV流。在一个实施例中,在经过NGI网络发送HDMI CEC/DDC消息之前,通过代理实体将HDMI CEC/DDC消息转换成原生NGI控制和管理消息。
在一个实施例中,IEEE1722.1可用在NGI中,其中,根据本发明的实施例,以下的表1包括了修改以包括用于HDMI1.x或原生NGI的消息。例如,HDMI_CEC_Command和HDMI_CEC_Response被包括。类似地,HDMI_DDC_Command和HDMI_DDC_Response被包括。当在消息类型中标明HDMI_时,接收器被通知:发送器实际上是HDMI1.x装置。
值消息类型含义
0AVDECC_MSG_COMMAND标准1722.1定义的命令
1AVDECC_MSG_RESPONSE标准1722.1定义的响应
2ADDRESS_ACCESS_COMMAND用于读取IEEE P1722.1AVBDECC实体的地址空间的一部分的命令
3ADDRESS_ACCESS_RESPONSE包含IEEE P1722.1AVBDECC实体的地址空间的一部分的内容的响应
4AVC_COMMAND标准AVC命令净负荷
5AVC_RESPONSE标准AVC响应净负荷
6VENDOR_UNIQUE_COMMAND供应商定义的命令
7VENDOR_UNIQUE_RESPONSE供应商定义的响应
8-13RESERVED保留以将来使用
14EXTENDED_COMMAND扩展命令
15EXTENDED_RESPONSE扩展响应
表1
IEEE802.1Qat流分配和发送中的代理实体
IEEE802.1Qat SRP注册流并预留通过流所采用的整个路径需要的资源。发话方通过发送SRP发话方通告消息来开始。接收发话方通告消息的AVB中间网桥检查它们的输出端口上的带宽可用性。如果网桥具有在端口上可用的充足资源,则发话方通告消息被传播到下一个节点。如果资源不可用,则网桥不传播发话方通告消息,而发送发话方失败消息。接收发话方失败消息的中间网桥向收听方发送消息。
收听方可用转发回到发话方的收听方就绪消息来响应。中间网桥使用就绪消息来保持流所需要的资源,并在它们的转发表中输入适当的条目以允许所述流在接收到所述就绪消息的端口上被发送。当发话方接收就绪消息时,它可开始发送流。
代理实体代表连接的HDMI1.x实体42和43产生并处理IEEE802.1QatSRP消息。图7示出根据本发明的实施例的用于代理装置发送HDMI1.x控制消息的流程图处理70。处理块71包括:从连接的HDMI1.x实体接收HDMI CEC和DDC消息。处理块72包括:确定是否需要保留所述消息。如果需要,则所述处理进行到块73,否则所述处理进行到处理块74。处理块73包括:构造IP帧并在其中包括HDMI CEC和DDC作为净负荷。处理块74包括:构造原生NGI控制消息并将HDMI CEC和DDC映射到原生消息。处理块75包括:经过NGI网络进行发送。
例如,图4中的代理实体42发送表示AV流存在于装置BD-2处的IEEE802.1Qat发话方通告声明。以类似方式,代理实体42代表连接的HDMI1.x接收实体(诸如图3中的TV-2)产生SRP收听方声明。另外,代理实体还可代表连接的HDMI1.x实体参加MMRP,来限制发话方通告的传播。IEEE802.1Qat发话方通告包括以下字段:
StreamID(流ID)
DataFrameParameter(数据帧参数)
Destination Address(目的地址)
Vlan_identifier
Tspec
MaxFrameSize(最大帧大小)
MaxIntervalFrame(最大间隔帧)
PriorityAndRank(优先级和等级)
Data Frame priority(数据帧优先级)
Rank(等级)
AccumulatedLatency(累积延迟)
代理实体选择并保持关于连接的HDMI1.x发话方实体的StreamID。基于很多因素但不限于连接的HDMMI1.x源和远程HDMI1.x接收实体的性能、从源到接收端的最小可用带宽来选择Tspec。代理实体仿真IEEE802.1Qat的功能。例如,如果在代理装置42和HDMI1.x接收端43之间的HDMI链路上没有充足的带宽可用,则代理实体42将不产生收听方通告消息。
图8a和图8b示出用于通过代理实体的发话方和收听方消息处理的IEEE802.1Qat SRP的处理的流程图。图8a示出根据本发明的实施例的通过代理实体的发话方消息处理80的流程图。处理块81包括:层3(L3)控制器请求在连接到代理装置的HDMI实体上的AV数据。处理块82包括:代理装置构造发话方通告消息。处理块83包括:将StreamID映射到HDMI1.x发话方。处理块84包括:经过NGI网络发送发话方通告消息。
图8b示出根据本发明的实施例的通过代理实体的收听方消息处理85的流程图。处理块86包括:代理实体接收发话方通告消息。在处理块87中,连接的HDMI1.x收听方实体中的一个对接收AV数据感兴趣。在处理块88中,代理实体构造收听方消息并将所述收听方消息发送到收听方。
视频(例如,未压缩的视频、无损压缩、视觉压缩和压缩)的质量是可用带宽(或者Tspec)的因素。甚至在充足带宽可用时,用于选择HDMI1.x或非HDMI格式的选项基于接收实体是否是HDMI1.x。
图9示出根据本发明的实施例的关于用于AV格式选择(HDMI/压缩的HDMI或者非HDMI压缩)的处理90的流程图。处理块91包括:确定源和接收端是否是HDMI1.x。如果是,则处理块92包括:确定用于对期望的AV内容进行流传输的充足带宽(BW)的可用性。如果BW充足,则处理块93包括:选择经过NGI网络发送非压缩的AV内容,并且处理块99包括:在代理实体的另一端处转换回HDMI1.x。在处理块92中,如果不存在充足的BW,则处理块95包括:选择经过NGI网络发送压缩的AV内容,并进行到处理块99。
在处理块91中,如果源和接收端不是HDMI1.x,则处理块94包括:确定源是否是HDMI1.x。如果不是,则处理块97包括:选择经过NGI网络发送AV内容,并进行到处理块99,否则处理块96包括:将HDMI1.x转换为NGI格式。处理块98包括:选择经过NGI网络进行发送。
AV数据可发送为HDMI或压缩HDMI或非HDMI压缩。HDMI格式是使用穿过模式的格式。在压缩HDMI中,单独地提取并发送HDMI的控制部分。例如,使用IEEE1722AVTP提取并发送AVI Info帧。例如,非HDMI压缩使用H.264编解码器。在此情况下,不保留HDMI控制。
图10示出根据本发明的实施例的用于经过IEEE AVTP(用于在网桥区域网络中的时间敏感应用的IEEE标准层2传输协议)传输AVI Info的处理100。用于AVI Info的新类型被添加到AVTP子类型列表[2]。将AVTP帧格式化,使得AVTP子类型被设置成AVI Info,AVTP净负荷被设置成HDMI AVI Info(PB1到PB13),并且Stream_id字段被设置成IEEE802.1Qat流ID。
本发明的实施例允许与IEEE802.1AVB的下一代HDMI接口互操作性。现有的HDMI1.x装置作为另一个下一代HDMI接口装置出现在下一代HDMI接口网络中。
对于本领域技术人员众所周知的,在以上描述的前述示例架构可以以如下的多种方式来实现:诸如在无线装置、无线发送器/接收器、无线网络等中的计算机可读介质上的由处理器执行的程序指令、软件模块、微代码、计算机程序产品、逻辑电路、专用集成电路、固件、消费电子装置等。公开的实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或包含硬件和软件元件两者的实施例的形式。
图11是示出包括对实现本发明的实施例有用的计算机***300的信息处理***的高级框图。计算机***300包括一个或多个处理器311,并且还可包括电子显示装置312(用于显示图形、文本和其他数据)、主存储器313(例如,随机存取存储器(RAM))、存储装置314(例如,硬盘驱动器)、可移除存储装置315(例如,可移除存储驱动器、可移除存储模块、磁带驱动器、光盘驱动器、存储有计算机软件和/或数据的计算机可读介质)、用户接口装置316(例如,键盘、触摸屏、键区、指向装置)以及通信接口317(例如,调制解调器、网络接口(诸如以太网卡)、通信端口或PCMCIA插槽和卡)。通信接口317允许软件和数据在计算机***和外部装置之间传送。***300还包括通信基础设置318(例如,通信总线、交叉杆(cross-over bar)或网络),其中,前述装置/模块311至317连接到通信基础设置318。
经由通信接口317传送的信息可以是多种信号(诸如电子、电磁、光或能够通过通信接口317接收的其它信号)的形式,可经由携带信号的通信链路,并可使用电线或电缆、光纤、电话线、蜂窝电话链路、射频(RF)链路和/或其它通信信道来实现。这里表示框图和/或流程图的计算机程序指令可被加载到计算机、可编程数据处理设备或处理装置,以使得一系列操作在计算机、可编程数据处理设备或处理装置上执行,从而产生计算机实现的处理。
已参照根据本发明的实施例的方法、设备(***)和计算机程序产品的流程图例和/或框图描述了本发明的实施例。可通过计算机程序指令实现这样的图例/示图的每个块或者它们的组合。当计算机程序指令被提供给处理器时,计算机程序指令产生机器,从而经由处理器执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图中指定的功能/操作的工具。流程图/框图中的每个块可表示实现本发明的实施例的硬件和/或软件模块或逻辑器件。在可选的实施方式中,在块中标注的功能可不根据附图中标注的顺序发生,可同时发生等。
术语“计算机程序介质”、“计算机可用介质”、“计算机可读介质”和“计算机程序产品”一般被用于表示诸如主存储器、辅存储器、可移除存储驱动器、在硬盘驱动器中安装的硬盘的介质。这些计算机程序产品是用于向计算机***提供软件的工具。计算机可读介质允许计算机***从计算机可读介质中读取数据、指令、消息或消息包、或者其它计算机可读信息。例如,计算机可读介质可包括非易失性存储器,诸如软盘、ROM、闪存、盘驱动存储器、CD-ROM和其它永久存储器。其对于例如在计算机***之间传输信息(诸如数据和计算机指令)是有用的。计算机程序指令可存储在计算机可读介质中,可指示计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置以根据特定方式运行,从而存储在计算机可读介质产品中的指令产生制造出的产品,所述制造出的产品包括实现在流程图和/或框图块中指定的功能/动作的指令。
计算机程序(即,计算机控制逻辑器件)被存储在主存储器和/或辅存储器中。还可经由通信接口接收计算机程序。当这样的计算机程序被执行时,这样的计算机程序使计算机***能够执行如这里讨论的本发明的特征。具体地说,当计算机程序被执行时,所述计算机程序使处理器(多核处理器)能够执行计算机***的特征。这样的计算机程序表示计算机***的控制器。
虽然参照本发明的特定版本描述了本发明,但是其它版本是可能的。因此,权利要求的精神和范围不应限于这里包含的优选版本的描述。
Claims (15)
1.一种在音频视频(AV)网络中通信的方法,包括:
发话方装置经由代理装置与收听方装置发起通信以进行数据流传输;
代理装置在发话方装置和收听方装置之间的内容发现、连接建立、AV选择和AV流传输中的一个或多个中表示发话方装置和收听方装置,以在发话方装置和收听方装置之间进行数据流传输。
2.如权利要求1所述的方法,还包括:
发话方装置发送用于将数据流传输到收听方装置的消息;
代理装置接收所述消息,并检查其用于流传输的输出端口上的带宽可用性;
基于可用的通信带宽,代理装置将消息发送到发话方装置和/或收听方装置。
3.如权利要求1所述的方法,还包括:
代理装置表示所述网络中的连接的HDMI1.x装置。
4.如权利要求3所述的方法,其中:
代理装置包括下一代HDMI装置,所述下一代HMDI装置用作HDMI1.x装置和下一代的下一代HDMI网络之间的代理。
5.如权利要求4所述的方法,还包括:
代理装置表示映射到包括HDMI1.x源装置和接收装置的HDMI1.x实体的伪IEEE802.1AVB发话方装置和收听方装置。
6.如权利要求5所述的方法,还包括:
代理装置代表HDMI1.x源装置和接收装置协商IEEE802.1AVB连接。
7.如权利要求6所述的方法,还包括:
代理装置代表HDMI1.x源装置和接收装置建立IEEE802.1AVB连接。
8.如权利要求7所述的方法,还包括:
代理装置为HDMI1.x实体保持唯一ID。
9.如权利要求8所述的方法,还包括:
代理装置在下一代HDMI接口中的层3处发布HDMI1.x实体的性能和AV内容。
10.如权利要求1所述的方法,还包括:
代理装置基于网络中的可用网络带宽和AV装置性能选择用于发送的AV格式。
11.如权利要求2所述的方法,还包括:
代理装置基于网络中的可用网络带宽和AV装置性能选择用于发送的AV内容压缩。
12.如权利要求1所述的方法,其中,所述网络包括AV装置的音频视频桥接(AVB)网络。
13.一种桥接的音频视频(AV)***,包括:
发话方装置,包括源HDMI实体;
收听方装置,包括接收HDMI实体;
代理装置,包括控制器块,所述控制器块在发话方装置和收听方装置之间的内容发现、连接建立、AV选择和AV流传输中的一个或多个中表示发话方装置和收听方装置,以在发话方装置和收听方装置之间进行数据流传输。
14.如权利要求13所述的***,其中:
代理装置包括用于压缩数据以进行流传输的压缩块;
代理装置包括用于对流传输的数据进行数据解压缩的解压缩块。
15.如权利要求14所述的***,其中:
代理装置将唯一ID分配给发话方装置和收听方装置;
作为代理实体的代理装置将IP地址分配给在相同子网中的发话方装置和收听方装置;
代理装置保持关于IP地址的转换表。
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