JP3167204B2 - 輻輳制御装置 - Google Patents
輻輳制御装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パケット通信網の輻輳
時において、呼毎のパケットトラヒック量を規制するこ
とにより網内の輻輳状態を回復する輻輳制御装置に関す
るものである。
時において、呼毎のパケットトラヒック量を規制するこ
とにより網内の輻輳状態を回復する輻輳制御装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、パケット通信網における従来の
輻輳制御の概念を示すブロック図である。同図におい
て、7はパケットの発端末、8は着端末、6はパケット
通信網、である。1は輻輳検出部、2は輻輳通知部、で
あり、これらは網6内のノード(例えば交換機)に配置
される。4はトラヒック規制部、5は輻輳通知検出部、
であり、これらも網6内のノードに配置されるが、網6
への入り側に近い位置にあるノードに配置される。両ノ
ードは同一ノードであることもあり得る。
輻輳制御の概念を示すブロック図である。同図におい
て、7はパケットの発端末、8は着端末、6はパケット
通信網、である。1は輻輳検出部、2は輻輳通知部、で
あり、これらは網6内のノード(例えば交換機)に配置
される。4はトラヒック規制部、5は輻輳通知検出部、
であり、これらも網6内のノードに配置されるが、網6
への入り側に近い位置にあるノードに配置される。両ノ
ードは同一ノードであることもあり得る。
【0003】図5において、輻輳検出部1が輻輳を検出
すると、輻輳通知部2が輻輳を送受両方向に通知し、こ
れを輻輳通知検出部5が受けると、トラヒック規制部4
により、トラヒック制御を、或る定められた時間長とし
ての規定時間と、該規定時間内に含み得る転送パケット
数と、の二つの値として、網内への入力トラヒックを制
御する方式が採られていたが、規定時間と、該規定時間
内に含み得る転送パケット数と、の二つの値を論理的に
最適のものを求めて制御するという方式は採られておら
ず、トラヒック制御自体は通信網運用の経験に頼ってい
るという実情にあった。
すると、輻輳通知部2が輻輳を送受両方向に通知し、こ
れを輻輳通知検出部5が受けると、トラヒック規制部4
により、トラヒック制御を、或る定められた時間長とし
ての規定時間と、該規定時間内に含み得る転送パケット
数と、の二つの値として、網内への入力トラヒックを制
御する方式が採られていたが、規定時間と、該規定時間
内に含み得る転送パケット数と、の二つの値を論理的に
最適のものを求めて制御するという方式は採られておら
ず、トラヒック制御自体は通信網運用の経験に頼ってい
るという実情にあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き従来の技術的実情に鑑みなされたもので、通信網
運用の経験に頼るのでなく、或る定められた時間長とし
ての規定時間と、該規定時間内に含み得る転送パケット
数と、の二つの値として、網内への入力トラヒックを制
御する際、その二つの値を論理的に最適のものを求めて
制御することのできる輻輳制御装置を提供することにあ
る。
の如き従来の技術的実情に鑑みなされたもので、通信網
運用の経験に頼るのでなく、或る定められた時間長とし
ての規定時間と、該規定時間内に含み得る転送パケット
数と、の二つの値として、網内への入力トラヒックを制
御する際、その二つの値を論理的に最適のものを求めて
制御することのできる輻輳制御装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明では、端末と相手端末との間に介在する通信網であっ
て、少なくとも交換スイッチとパケット多重バッファを
含み、各端末からの各呼のパケットを前記スイッチで交
換処理した後、前記パケット多重バッファにおいて多重
して伝送するようにした前記通信網において、前記多重
バッファがパケット輻輳状態にあるとき、該バッファに
流入する呼毎のパケットのトラヒック量を、或る定めら
れた時間長としての規定時間Tcと、該規定時間Tc内
に含み得るパケット量nと、の二つの値をもって各端末
に対して規制する輻輳制御装置として、多重特性演算回
路と、判定回路と、から成る輻輳制御装置を構成した。
明では、端末と相手端末との間に介在する通信網であっ
て、少なくとも交換スイッチとパケット多重バッファを
含み、各端末からの各呼のパケットを前記スイッチで交
換処理した後、前記パケット多重バッファにおいて多重
して伝送するようにした前記通信網において、前記多重
バッファがパケット輻輳状態にあるとき、該バッファに
流入する呼毎のパケットのトラヒック量を、或る定めら
れた時間長としての規定時間Tcと、該規定時間Tc内
に含み得るパケット量nと、の二つの値をもって各端末
に対して規制する輻輳制御装置として、多重特性演算回
路と、判定回路と、から成る輻輳制御装置を構成した。
【0006】
【作用】多重特性演算回路は、前記パケット多重バッフ
ァの容量と、該バッファに流入する呼毎のパケット通信
速度と複数の呼のパケットを前記多重バッファで多重し
て転送するパス回線のパケット転送速度との速度比と、
前記多重バッファのパケット輻輳時における所与の前記
規定時間Tcと、前記多重バッファのパケット輻輳時に
おける所与の前記規定時間Tc内のパケット量nと、通
信中の呼の数と、から前記規定時間Tc及び規定時間T
c内のパケット量nで規制を行った場合の前記多重バッ
ファ部における多重特性として、パケット品質を演算に
より求める。
ァの容量と、該バッファに流入する呼毎のパケット通信
速度と複数の呼のパケットを前記多重バッファで多重し
て転送するパス回線のパケット転送速度との速度比と、
前記多重バッファのパケット輻輳時における所与の前記
規定時間Tcと、前記多重バッファのパケット輻輳時に
おける所与の前記規定時間Tc内のパケット量nと、通
信中の呼の数と、から前記規定時間Tc及び規定時間T
c内のパケット量nで規制を行った場合の前記多重バッ
ファ部における多重特性として、パケット品質を演算に
より求める。
【0007】そして判定回路は、前記多重特性演算回路
で求めたパケット品質が、所与のサービス品質を満足し
ているか判定し、満足されていない場合は、前記多重特
性演算回路における演算の基礎に用いられた前記規定時
間Tc及び前記パケット量nの何れか一方もしくは双方
を変更してやる。
で求めたパケット品質が、所与のサービス品質を満足し
ているか判定し、満足されていない場合は、前記多重特
性演算回路における演算の基礎に用いられた前記規定時
間Tc及び前記パケット量nの何れか一方もしくは双方
を変更してやる。
【0008】そして前記判定回路において、前記多重特
性演算回路で求めたパケット品質が、所与のサービス品
質を満足していると判定されるまで前記操作を繰り返し
て、所与のサービス品質を満たした時点での前記規定時
間Tc及び前記パケット量nをもって、当該端末に対す
る規制値として前記判定回路は出力する。
性演算回路で求めたパケット品質が、所与のサービス品
質を満足していると判定されるまで前記操作を繰り返し
て、所与のサービス品質を満たした時点での前記規定時
間Tc及び前記パケット量nをもって、当該端末に対す
る規制値として前記判定回路は出力する。
【0009】
【実施例】次に本発明の実施例を説明するわけである
が、実施例として、セルと呼ばれる固定長のパケットを
用いて情報転送を行うATM(非同期転送モード)網を
例に説明をおこなうこととする。
が、実施例として、セルと呼ばれる固定長のパケットを
用いて情報転送を行うATM(非同期転送モード)網を
例に説明をおこなうこととする。
【0010】さてATM網において、呼をVCC(バー
チャル・チャネル・コネクション)とし、VCC毎のセ
ルを多重して転送する網資源をVPC(バーチャル・パ
ス・コネクション)とする。図2は、本発明の実施対象
としての、ATM網における出力バッファ型のセル多重
部の構成を示す概略図である。
チャル・チャネル・コネクション)とし、VCC毎のセ
ルを多重して転送する網資源をVPC(バーチャル・パ
ス・コネクション)とする。図2は、本発明の実施対象
としての、ATM網における出力バッファ型のセル多重
部の構成を示す概略図である。
【0011】図2を参照する。複数のVCC101は、
それぞれ対応のVPC104AによりATMスイッチ1
02に入力され、該ATMスイッチ102で交換され、
セル多重バッファ部103でVPC104Bに多重され
転送される。このVCC101におけるセル量の合計が
VPC104Bの能力を越えると、バッファ部103に
セルが蓄積され始め、このバッファ部103のオーバフ
ローによってセル廃棄が発生し、このセル廃棄量が規定
品質値を越えた状態が輻輳である。
それぞれ対応のVPC104AによりATMスイッチ1
02に入力され、該ATMスイッチ102で交換され、
セル多重バッファ部103でVPC104Bに多重され
転送される。このVCC101におけるセル量の合計が
VPC104Bの能力を越えると、バッファ部103に
セルが蓄積され始め、このバッファ部103のオーバフ
ローによってセル廃棄が発生し、このセル廃棄量が規定
品質値を越えた状態が輻輳である。
【0012】図1は、本発明の一実施例としての輻輳制
御装置の構成を示すブロック図である。本実施例は、通
信中のVCC数を検出する回路である通信中のVCC数
検出部201と、通信中のVCCのピークセル速度とV
PCのピークセル速度の比(VCR:これを以後、「V
CC/VPC速度比」と呼ぶ)を検出する回路である速
度比検出部202とにより、トラヒック輻輳時の、通信
中VCC数N及び通信中のVCCの「VCC/VPC速
度比」VCRを求める。
御装置の構成を示すブロック図である。本実施例は、通
信中のVCC数を検出する回路である通信中のVCC数
検出部201と、通信中のVCCのピークセル速度とV
PCのピークセル速度の比(VCR:これを以後、「V
CC/VPC速度比」と呼ぶ)を検出する回路である速
度比検出部202とにより、トラヒック輻輳時の、通信
中VCC数N及び通信中のVCCの「VCC/VPC速
度比」VCRを求める。
【0013】検出したVCC数Nと「VCC/VPC速
度比」VCRと、バッファ容量記憶部204で記憶して
おいたバッファ容量Cと、バッファ輻輳時の、トラヒッ
クを表す量としての、或る定められた時間長である規定
時間Tcと該規定時間Tc内に含み得る規制セル数n
(その設定部203から設定される)と、により、多重
特性演算回路206では、所要のセル廃棄率を算出し、
出力する。
度比」VCRと、バッファ容量記憶部204で記憶して
おいたバッファ容量Cと、バッファ輻輳時の、トラヒッ
クを表す量としての、或る定められた時間長である規定
時間Tcと該規定時間Tc内に含み得る規制セル数n
(その設定部203から設定される)と、により、多重
特性演算回路206では、所要のセル廃棄率を算出し、
出力する。
【0014】判定回路207では、セル廃棄規定品質記
憶部205に予め記憶されているセル廃棄率Bをもっ
て、前記多重特性演算回路206により算出されたセル
廃棄率を吟味して、算出された該セル廃棄率がセル廃棄
規定品質を満たすものか判定を行い、満たしていれば、
そのときのTcとnを、規定時間と規定時間内における
セル数として、輻輳制御のために出力する。
憶部205に予め記憶されているセル廃棄率Bをもっ
て、前記多重特性演算回路206により算出されたセル
廃棄率を吟味して、算出された該セル廃棄率がセル廃棄
規定品質を満たすものか判定を行い、満たしていれば、
そのときのTcとnを、規定時間と規定時間内における
セル数として、輻輳制御のために出力する。
【0015】セル廃棄規定品質を満たしていない場合
は、Tcとnの設定を、規定時間と規定時間内の規制セ
ル数の設定部203に、判定回路207から指示して変
更させ、多重特性(所要のセル廃棄率)の演算を改めて
行い、その演算結果を持って、判定回路での判定を行
う。上記操作を、セル廃棄規定品質を満たすまで行い、
満たしたとき、その時点でのTcとnを、規定時間と規
定時間内におけるセル数として、輻輳制御のために出力
する。
は、Tcとnの設定を、規定時間と規定時間内の規制セ
ル数の設定部203に、判定回路207から指示して変
更させ、多重特性(所要のセル廃棄率)の演算を改めて
行い、その演算結果を持って、判定回路での判定を行
う。上記操作を、セル廃棄規定品質を満たすまで行い、
満たしたとき、その時点でのTcとnを、規定時間と規
定時間内におけるセル数として、輻輳制御のために出力
する。
【0016】本実施例の多重特性演算回路206におけ
る多重特性評価式としては、例えば、H.Saitoの"Call A
dmission Control in an ATM Network Using Upper Bou
nd of Cell Loss Probability",IEEE Trans. Commun.,
September,1992に示されている廃棄率の上限式が利用で
きる。これを、以下に示す。
る多重特性評価式としては、例えば、H.Saitoの"Call A
dmission Control in an ATM Network Using Upper Bou
nd of Cell Loss Probability",IEEE Trans. Commun.,
September,1992に示されている廃棄率の上限式が利用で
きる。これを、以下に示す。
【0017】時間は全て、VPCにおける1セル送出に
要する時間を単位時間として示す。まず、「VCC/V
PC速度比」VCRと規定時間Tcと規定時間Tc内に
おけるセル量nから、図3に示すトラヒックパタンを規
定し、バッファ量から決まる最大バッファリング時間C
におけるセル発生数を、規定時間Tcにおける一周期の
全パタンを求めることによって、バッファリング時間C
内にiセル到着する確率P(i)と求める。
要する時間を単位時間として示す。まず、「VCC/V
PC速度比」VCRと規定時間Tcと規定時間Tc内に
おけるセル量nから、図3に示すトラヒックパタンを規
定し、バッファ量から決まる最大バッファリング時間C
におけるセル発生数を、規定時間Tcにおける一周期の
全パタンを求めることによって、バッファリング時間C
内にiセル到着する確率P(i)と求める。
【0018】このP(i)を用いて、以下の(数1)式
の右辺に従って、通信中のVCC数Nだけ多重した場合
のセル廃棄率を評価し、これが規定廃棄率Bを満たす、
規定時間Tcと規定時間内セル量nを求めるものであ
る。
の右辺に従って、通信中のVCC数Nだけ多重した場合
のセル廃棄率を評価し、これが規定廃棄率Bを満たす、
規定時間Tcと規定時間内セル量nを求めるものであ
る。
【0019】
【数1】
【0020】上記(数1)式において、P N (i)のN
は、N回の畳み込み積分を示す。
は、N回の畳み込み積分を示す。
【0021】上記多重特性の例を図4に示す。図4は、
セル廃棄率B=10-6,「VCC/VPC速度比」VC
R=1/25、バッファ容量C=100における、規定
時間Tcに対する規制量(%:規定時間内Tcにおける
セル数nは、Tc×規制量、となる)をパラメタとした
通信中のVCC数Nを示したものである。
セル廃棄率B=10-6,「VCC/VPC速度比」VC
R=1/25、バッファ容量C=100における、規定
時間Tcに対する規制量(%:規定時間内Tcにおける
セル数nは、Tc×規制量、となる)をパラメタとした
通信中のVCC数Nを示したものである。
【0022】この特性図から、輻輳時に通信中のVCC
数より、規定セル廃棄品質Bを満たす、規定時間Tc及
び、規定時間Tc内の最大セル数nが決定できることが
わかる。
数より、規定セル廃棄品質Bを満たす、規定時間Tc及
び、規定時間Tc内の最大セル数nが決定できることが
わかる。
【0023】例えば、通信中のVCC数が33で輻輳し
ている場合、図4の縦軸上の33の位置から右へ直線を
引くことにより、規定時間Tcを、VCCの最小セル間
隔Tを単位として、Tc=100T〜1000000T
の範囲で選択し、規定時間内のセル数nをn=Tc×
0.6で規定することにより、輻輳が回避可能な、規定
時間Tcと規定時間内のセル数nの決定が行われる。
ている場合、図4の縦軸上の33の位置から右へ直線を
引くことにより、規定時間Tcを、VCCの最小セル間
隔Tを単位として、Tc=100T〜1000000T
の範囲で選択し、規定時間内のセル数nをn=Tc×
0.6で規定することにより、輻輳が回避可能な、規定
時間Tcと規定時間内のセル数nの決定が行われる。
【0024】また、上記の規定時間Tc及び規定時間T
c内のセル数nの決定に際し、上位レイヤの最大フレー
ム長を考慮して、輻輳時の規定時間と規定時間内の規制
セル数の設定部203(図1)での、規定時間内のセル
数nの設定を、最大フレーム長を考慮した値とし、通信
中のVCC数に対してセル廃棄率Bを満足するTcの決
定が行なわれる。
c内のセル数nの決定に際し、上位レイヤの最大フレー
ム長を考慮して、輻輳時の規定時間と規定時間内の規制
セル数の設定部203(図1)での、規定時間内のセル
数nの設定を、最大フレーム長を考慮した値とし、通信
中のVCC数に対してセル廃棄率Bを満足するTcの決
定が行なわれる。
【0025】なお、図1に示す輻輳制御装置は、図2で
云うと、ATMスイッチ102とセル多重バッファ部1
03とを含む交換機内の図示せざる制御部に配置され
る。そして判定回路207から出力されたTcとnは、
図5におけるトラヒック規制部4に相当する所へ送られ
て、輻輳状態を回復させるためのトラヒック規制が行わ
れる。
云うと、ATMスイッチ102とセル多重バッファ部1
03とを含む交換機内の図示せざる制御部に配置され
る。そして判定回路207から出力されたTcとnは、
図5におけるトラヒック規制部4に相当する所へ送られ
て、輻輳状態を回復させるためのトラヒック規制が行わ
れる。
【0026】図4に、上位フレームの最大長を4kby
teと考え、最大長相当となるn=100または、最大
長の1/10相当となるn=10を示す破線を特性とし
て記した。従って、通信中のVCC数に対して、それぞ
れの条件のもと、それぞれの点線上で規定時間Tcが示
されている。
teと考え、最大長相当となるn=100または、最大
長の1/10相当となるn=10を示す破線を特性とし
て記した。従って、通信中のVCC数に対して、それぞ
れの条件のもと、それぞれの点線上で規定時間Tcが示
されている。
【0027】また、上記の規定時間Tc及び規定時間T
c内のセル数nの決定に際し、%規制値を小さくするこ
とを目標に、輻輳時の規定時間と規定時間内の規制セル
数の設定部203での、規定時間Tcと規定時間内のセ
ル数nの設定を行うことにより、例えば、図4に示され
ている、通信VCC数N=33における輻輳制御を行う
場合、規定時間Tc=250、規定時間Tc内セル数n
=100、とした60%規制では無く、規定時間Tc=
10、規定時間Tc内セル数n=5、とした50%規制
を行う、規定時間Tcと規定時間内セル数nの決定が行
われる。
c内のセル数nの決定に際し、%規制値を小さくするこ
とを目標に、輻輳時の規定時間と規定時間内の規制セル
数の設定部203での、規定時間Tcと規定時間内のセ
ル数nの設定を行うことにより、例えば、図4に示され
ている、通信VCC数N=33における輻輳制御を行う
場合、規定時間Tc=250、規定時間Tc内セル数n
=100、とした60%規制では無く、規定時間Tc=
10、規定時間Tc内セル数n=5、とした50%規制
を行う、規定時間Tcと規定時間内セル数nの決定が行
われる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明の輻輳制御装
置においては、輻輳時に網内へ流入するトラヒックの規
制において、規定品質、接続中の呼数、呼の速度と呼を
多重した回線の速度との比、規定時間及び規定時間内パ
ケット数、とを考慮した多重特性を勘案し、規定時間及
び規定時間内パケット数を理論的に決定するため、効率
的な規定時間及び規定時間内パケット数の決定が行える
利点がある。
置においては、輻輳時に網内へ流入するトラヒックの規
制において、規定品質、接続中の呼数、呼の速度と呼を
多重した回線の速度との比、規定時間及び規定時間内パ
ケット数、とを考慮した多重特性を勘案し、規定時間及
び規定時間内パケット数を理論的に決定するため、効率
的な規定時間及び規定時間内パケット数の決定が行える
利点がある。
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明適用の対象とするATM網におけるセル
多重部を示した概略図である。
多重部を示した概略図である。
【図3】規定時間Tcと規定時間内セル数nによって規
制されるトラヒックパタンを示した説明図である。
制されるトラヒックパタンを示した説明図である。
【図4】図1の多重特性演算回路206で演算される多
重特性を示す特性図であり、%規定値をパラメタとし、
規定時間Tcと規定品質を守る最大接続呼数を示してお
り、規定時間Tc内セル数nは規定時間Tcと%規定値
より求まる如くした特性図である。
重特性を示す特性図であり、%規定値をパラメタとし、
規定時間Tcと規定品質を守る最大接続呼数を示してお
り、規定時間Tc内セル数nは規定時間Tcと%規定値
より求まる如くした特性図である。
【図5】パケット通信網における従来の輻輳制御の概念
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
101…VCC、102…セル交換部としてのATMス
イッチ、103…セル多重バッファ部、104…VP
C、201…通信中のVCC数を検出する回路、202
…通信中のVCCのピークセル速度とVPCのピークセ
ル速度の比を検出する回路、203…規定時間Tc及び
規定時間Tc内のセル数設定部、204…バッファ量記
憶部、205…セル廃棄規定品質記憶部、206…多重
特性演算回路、207…セル廃棄品質判定回路、
イッチ、103…セル多重バッファ部、104…VP
C、201…通信中のVCC数を検出する回路、202
…通信中のVCCのピークセル速度とVPCのピークセ
ル速度の比を検出する回路、203…規定時間Tc及び
規定時間Tc内のセル数設定部、204…バッファ量記
憶部、205…セル廃棄規定品質記憶部、206…多重
特性演算回路、207…セル廃棄品質判定回路、
Claims (3)
- 【請求項1】 端末と相手端末との間に介在する通信網
であって、少なくとも交換スイッチとパケット多重バッ
ファを含み、各端末からの各呼のパケットを前記スイッ
チで交換処理した後、前記パケット多重バッファにおい
て多重して伝送するようにした前記通信網において、 前記多重バッファがパケット輻輳状態にあるとき、該バ
ッファに流入する呼毎のパケットのトラヒック量を、或
る定められた時間長としての規定時間Tcと、該規定時
間Tc内に含み得るパケット量nと、の二つの値をもっ
て各端末に対して規制する輻輳制御装置であって、 前記パケット多重バッファの容量と、該バッファに流入
する呼毎のパケット通信速度と複数の呼のパケットを前
記多重バッファで多重して転送するパス回線のパケット
転送速度との速度比と、前記多重バッファのパケット輻
輳時における所与の前記規定時間Tcと、前記多重バッ
ファのパケット輻輳時における所与の前記規定時間Tc
内のパケット量nと、通信中の呼の数と、から前記規定
時間Tc及び規定時間Tc内のパケット量nで規制を行
った場合の前記多重バッファ部における多重特性とし
て、パケット品質を求める多重特性演算回路と、 前記多重特性演算回路で求めたパケット品質が、所与の
サービス品質を満足しているか判定し、満足されていな
い場合は、前記多重特性演算回路における演算の基礎に
用いられた前記規定時間Tc及び前記パケット量nの何
れか一方もしくは双方を変更する操作をしてやり、前記
多重特性演算回路で求めたパケット品質が、所与のサー
ビス品質を満足していると判定されるまで前記操作を繰
り返して、所与のサービス品質を満たした時点での前記
規定時間Tc及び前記パケット量nをもって、当該端末
に対する規制値として出力する判定回路と、から成るこ
とを特徴とする輻輳制御装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の輻輳制御装置におい
て、前記多重特性演算回路は、前記通信網を伝送される
呼においてパケット化される母体としての、上位レイヤ
のフレームの最大長を勘案して、前記規定時間Tc及び
前記パケット量nを設定されることを特徴とする輻輳制
御装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の輻輳制御装置におい
て、前記多重特性演算回路が求めたパケット品質が、所
与のサービス品質を満たす前記規定時間Tc及び前記パ
ケット量nの組み合わせが複数あるとき、該複数の組み
合わせにおいて、前記パケット量nと前記規定時間Tc
の商(n/Tc)が最も大きいものをもって、当該端末
に対する規制値として出力する判定回路から前記判定回
路が成ることを特徴とする輻輳制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP551193A JP3167204B2 (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 輻輳制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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