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深入Linux世界:了解CPAP技術(shù)的實現(xiàn)與應(yīng)用(linuxcpap)

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,軟件系統(tǒng)的規(guī)模越來越大,軟件開發(fā)的復(fù)雜度也越來越高。為了解決這一問題,Linux系統(tǒng)中的CPAP技術(shù)應(yīng)運而生。CPAP技術(shù)是一種內(nèi)存管理技術(shù),可以使操作系統(tǒng)更有效地利用內(nèi)存,提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。本文將深入探討CPAP技術(shù)的實現(xiàn)與應(yīng)用,幫助讀者更好地理解Linux操作系統(tǒng)。

一、CPAP技術(shù)概述

CPAP技術(shù)全稱為“完全自適應(yīng)頁換入換出”,它是一種內(nèi)存管理技術(shù),可以實現(xiàn)對Linux系統(tǒng)內(nèi)存的自動管理。在傳統(tǒng)的內(nèi)存管理技術(shù)中,操作系統(tǒng)需要預(yù)留一部分內(nèi)存作為緩存區(qū)域,而CPAP技術(shù)可以將這部分預(yù)留的內(nèi)存動態(tài)地分配給進(jìn)程使用,從而提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

CPAP技術(shù)的實現(xiàn)依賴于Linux內(nèi)核中的兩個組件:內(nèi)存壓縮和自適應(yīng)內(nèi)存管理。內(nèi)存壓縮可以將不常用的內(nèi)存頁面壓縮到一起,從而釋放出更多的內(nèi)存資源;自適應(yīng)內(nèi)存管理可以根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載情況實時地調(diào)整內(nèi)存大小,從而提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

二、CPAP技術(shù)的實現(xiàn)

CPAP技術(shù)的實現(xiàn)主要包括以下兩個方面:內(nèi)存壓縮和自適應(yīng)內(nèi)存管理。在下面的內(nèi)容中,我們將分別介紹這兩個方面的實現(xiàn)過程。

1. 內(nèi)存壓縮

內(nèi)存壓縮是CPAP技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵步驟之一,它可以將內(nèi)存中不常用的頁面壓縮到一起,從而釋放出更多的內(nèi)存資源。在Linux系統(tǒng)中,內(nèi)存壓縮可以通過ZSwap實現(xiàn)。ZSwap是Linux內(nèi)核提供的一種基于壓縮內(nèi)存的解決方案,可以將一些不常用的內(nèi)存頁面壓縮到一起,從而節(jié)省內(nèi)存空間。

ZSwap的實現(xiàn)過程非常簡單。當(dāng)系統(tǒng)中的內(nèi)存不夠用時,ZSwap會將一部分內(nèi)存頁面壓縮到壓縮內(nèi)存中。同時,ZSwap還會將一些被壓縮的內(nèi)存頁面存儲在硬盤中,當(dāng)系統(tǒng)需要這些頁面時,ZSwap會將這些頁面重新解壓縮出來。通過這種方式,ZSwap可以更大限度地減小內(nèi)存使用量,提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

2. 自適應(yīng)內(nèi)存管理

自適應(yīng)內(nèi)存管理也是CPAP技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵步驟之一,它可以根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載情況實時地調(diào)整內(nèi)存大小,從而提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。在Linux系統(tǒng)中,自適應(yīng)內(nèi)存管理可以通過K(Kernel Same-page Merging)和KD(Kernel Same-page Merging Daemon)實現(xiàn)。K是Linux內(nèi)核提供的一種內(nèi)存共享技術(shù),可以將多個進(jìn)程使用的相同頁面合并為一個頁面,從而節(jié)省內(nèi)存空間。KD是K的守護(hù)進(jìn)程,可以動態(tài)地檢測系統(tǒng)中的頁面使用情況,從而實現(xiàn)自適應(yīng)內(nèi)存管理。

K的實現(xiàn)過程也非常簡單。當(dāng)系統(tǒng)中有多個進(jìn)程使用相同的頁面時,K會將這些頁面合并為一個頁面。同時,K還會動態(tài)地調(diào)整內(nèi)存大小,以便更好地適應(yīng)系統(tǒng)的負(fù)載情況。

三、CPAP技術(shù)的應(yīng)用

CPAP技術(shù)在Linux系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛。它可以提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性,同時還可以減少系統(tǒng)的內(nèi)存使用量。下面我們將介紹CPAP技術(shù)在幾個具體應(yīng)用方面的優(yōu)化效果。

1. 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

CPAP技術(shù)在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中可以提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。在使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時,如果系統(tǒng)內(nèi)存不足,那么數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將會變得非常緩慢,甚至崩潰。而CPAP技術(shù)可以提高系統(tǒng)內(nèi)存利用率,從而使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)更加穩(wěn)定,響應(yīng)更加快速。

2. 虛擬化應(yīng)用

CPAP技術(shù)在虛擬化應(yīng)用中也可以提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。在使用虛擬化系統(tǒng)時,如果系統(tǒng)內(nèi)存不足,那么虛擬機將會非常緩慢,甚至崩潰。而CPAP技術(shù)可以提高系統(tǒng)內(nèi)存利用率,從而使虛擬機運行更加穩(wěn)定,響應(yīng)更加快速。

3. 大數(shù)據(jù)應(yīng)用

CPAP技術(shù)在大數(shù)據(jù)應(yīng)用中也可以提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。在處理大量數(shù)據(jù)時,系統(tǒng)內(nèi)存往往會成為瓶頸,從而影響系統(tǒng)性能。而CPAP技術(shù)可以提高系統(tǒng)內(nèi)存利用率,從而使數(shù)據(jù)處理更加高效。

通過了解CPAP技術(shù)的實現(xiàn)和應(yīng)用,我們可以更好地理解Linux系統(tǒng)中的內(nèi)存管理技術(shù)。CPAP技術(shù)可以更大限度地減小內(nèi)存使用量,提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。在數(shù)據(jù)庫、虛擬化和大數(shù)據(jù)等應(yīng)用領(lǐng)域中,CPAP技術(shù)都有著廣泛的應(yīng)用。未來隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,我們相信CPAP技術(shù)將會在更多的領(lǐng)域中發(fā)揮其優(yōu)勢,為用戶提供更好的體驗。

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怎樣用C語言實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)抓包?

網(wǎng)絡(luò)通信?

之一法則:站在巨人肩膀上 && 不要重復(fù)造輪子。

對于這種復(fù)雜的過程,之一選擇是使用現(xiàn)成的,節(jié)約時間,提升效率。

Wireshark(前稱Ethereal)是一個網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件。網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件的功能是擷取網(wǎng)絡(luò)封包,并盡可能顯示出最為詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)封包資料。Wireshark使用WinPCAP作為接口,直接與網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)報文交換。

網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件的功能可想像成 “電工技師使用電表來量測電流、電壓、電阻” 的工并數(shù)枝作 – 只是將場景移植到網(wǎng)絡(luò)上,并將電線替換成網(wǎng)絡(luò)線。在過去,網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件是非常昂貴,或是專門屬于營利用的軟件。Ethereal的出現(xiàn)改變了這一切。在GNUGPL通用許可證的保障范圍底下,使用者可以以免費的代價取得軟件與其

源代碼

,并擁有針對其源代碼修改及客制化的權(quán)利。Ethereal是目前全世界最廣泛的網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件之一。

第二法則:學(xué)習(xí) && 提升。

如果是單純的學(xué)習(xí)知識,可以直接嘗試寫一些具有部分功能的程序,過程會有點艱難,但非常有意義。學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)編程,需要了解

開放系統(tǒng)互連參考模型

的的七層每一層的意義以及現(xiàn)實當(dāng)中實現(xiàn)的四層的

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

。然后就可以知道抓包的包位于模型當(dāng)中的傳輸層協(xié)議,包括UDP和TCP的協(xié)議。進(jìn)一步要學(xué)習(xí)每種協(xié)議的格式,

表頭

,數(shù)據(jù)包等等。一句話,

冰凍三尺非一日之寒

。

Windows下的抓包及簡單的編程。

Windows2023在TCP/IP協(xié)議組件上做了很多改進(jìn),功能也有增強。比如在

協(xié)議棧

上的調(diào)整,增大了默認(rèn)窗口大小,以及高延遲鏈接新算法。同時在安全性上,可應(yīng)用IPSec加強安全性,比NT下有不少的改進(jìn)。

 Microsoft TCP/IP 組件包含“核心協(xié)議”、“服務(wù)”及兩者之間的“接口”。傳輸驅(qū)動程序接口 (TDI) 與

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

接口規(guī)范 (NDIS) 是公用的。 此外,還有許多用戶模型

應(yīng)用程序

的更高級接口。最常用的接口是 Windows Sockets、

遠(yuǎn)程過程調(diào)用

(RPC) 和 NetBIOS。

 Windows Sockets 是一個編程接口,它是在

加州大學(xué)

伯克利分校開發(fā)的

套接字

接口的基礎(chǔ)上定義的。它包括了一組擴展件,以充分利用 Microsoft Windows 消息驅(qū)動的特點。規(guī)范的 1.1 版是在 1993 年 1 月發(fā)行的,2.2.0 版在 1996 年 5 月發(fā)行。Windows 2023 支持 Winsock 2.2 版。在Winsock2中,支持多個傳輸協(xié)議的原始套接字,重疊I/O模型、服務(wù)質(zhì)量控制等。

這里介紹Windows Sockets的一些關(guān)于原始套接字(Raw Socket)的編程。同Winsock1相比,最明顯的就是支持了Raw Socket套接字類畢賀型,通過原始套接字,我們可以更加自如地控制Windows下的多種協(xié)議,而且能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)底層的傳輸機制進(jìn)行控制。

1、創(chuàng)建一個原始套接字,并設(shè)置IP頭選項。

SOCKET sock;

sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP);

或者:

s = WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);

 這里,我們設(shè)置了SOCK_RAW標(biāo)志,表示我們聲明的是一個原始套接字類型。創(chuàng)建原始套接字后,IP頭就會包含在接收的數(shù)據(jù)中,如果我們設(shè)定 IP_HDRINCL 選項,那么,就需要自己來構(gòu)造IP頭。注意,如果設(shè)置IP_HDRINCL 選項,那么必須具有 administrator權(quán)限,絕敏要不就必須修改

注冊表

HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Afd\Parameter\

修改鍵:DisableRawSecurity(類型為DWORD),把值修改為 1。如果沒有,就添加。

BOOL blnFlag=TRUE;

setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)&blnFlag, sizeof(blnFlag);

 對于原始套接字在接收數(shù)據(jù)報的時候,要注意這么幾點:

a、如果接收的數(shù)據(jù)報中協(xié)議類型和定義的原始套接字匹配,那么,接收的所有數(shù)據(jù)就拷貝到套接字中。

b、如果綁定了本地地址,那么只有接收數(shù)據(jù)IP頭中對應(yīng)的遠(yuǎn)端地址匹配,接收的數(shù)據(jù)就拷貝到套接字中。

c、如果定義的是外部地址,比如使用connect(),那么,只有接收數(shù)據(jù)IP頭中對應(yīng)的源地址匹配,接收的數(shù)據(jù)就拷貝到套接字中。

2、構(gòu)造IP頭和TCP頭

這里,提供IP頭和TCP頭的結(jié)構(gòu):

// Standard TCP flags

#define URG 0x20

#define ACK 0x10

#define PSH 0x08

#define RST 0x04

#define SYN 0x02

#define FIN 0x01

typedef struct _iphdr //定義IP首部

{

unsigned char h_lenver; //4位首部長度+4位IP

版本號

unsigned char tos; //8位服務(wù)類型TOS

unsigned short total_len; //16位總長度(字節(jié))

unsigned short ident; //16位標(biāo)識

unsigned short frag_and_flags; //3位標(biāo)志位

unsigned char ttl; //8位生存時間 TTL

unsigned char proto; //8位協(xié)議 (TCP, UDP 或其他)

unsigned short checksum; //16位IP首部校驗和

unsigned int

sourceIP; //32位源

IP地址

unsigned int destIP; //32位目的IP地址

}IP_HEADER;

typedef struct psd_hdr //定義TCP偽首部

{

unsigned long saddr; //源地址

unsigned long daddr; //目的地址

char mbz;

char ptcl; //協(xié)議類型

unsigned short tcpl; //TCP長度

}PSD_HEADER;

typedef struct _tcphdr //定義TCP首部

{

USHORT th_sport; //16位源端口

USHORT th_dport; //16位目的端口

unsigned int th_seq; //32位序列號

unsigned int th_ack; //32位確認(rèn)號

unsigned char th_lenres;   //4位首部長度/6位保留字

unsigned char th_flag; //6位標(biāo)志位

USHORT th_win; //16位窗口大小

USHORT th_sum; //16位校驗和

USHORT th_urp; //16位緊急數(shù)據(jù)偏移量

}TCP_HEADER;

TCP偽首部并不是真正存在的,只是用于計算檢驗和。校驗和函數(shù):

USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)

{

 unsigned long cksum=0;

 while (size > 1)

 {

   cksum += *buffer++;

   size -= sizeof(USHORT);  

 }

 if (size)

 {

   cksum += *(UCHAR*)buffer;  

 }

 cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);

 cksum += (cksum >>16);

 return (USHORT)(~cksum);

}

 當(dāng)需要自己填充IP頭部和TCP頭部的時候,就同時需要自己計算他們的檢驗和。

3、發(fā)送原始套接字?jǐn)?shù)據(jù)報

 填充這些頭部稍微麻煩點,發(fā)送就相對簡單多了。只需要使用sendto()就OK。

sendto(sock, (char*)&tcpHeader, sizeof(tcpHeader), 0, (sockaddr*)&addr_in,sizeof(addr_in));

下面是一個示例程序,可以作為SYN掃描的一部分。

#include

#include

#include

#define SOURCE_PORT 7234

#define MAX_RECEIVEBYTE 255

typedef struct ip_hdr //定義IP首部

{

unsigned char h_verlen; //4位首部長度,4位IP版本號

unsigned char tos; //8位服務(wù)類型TOS

unsigned short total_len; //16位總長度(字節(jié))

unsigned short ident; //16位標(biāo)識

unsigned short frag_and_flags; //3位標(biāo)志位

unsigned char ttl; //8位生存時間 TTL

unsigned char proto; //8位協(xié)議 (TCP, UDP 或其他)

unsigned short checksum; //16位IP首部校驗和

unsigned int sourceIP; //32位源IP地址

unsigned int destIP; //32位目的IP地址

}IPHEADER;

typedef struct tsd_hdr //定義TCP偽首部

{

unsigned long saddr; //源地址

unsigned long daddr; //目的地址

char mbz;

char ptcl; //協(xié)議類型

unsigned short tcpl; //TCP長度

}PSDHEADER;

typedef struct tcp_hdr //定義TCP首部

{

USHORT th_sport; //16位源端口

USHORT th_dport; //16位目的端口

unsigned int th_seq; //32位序列號

unsigned int th_ack; //32位確認(rèn)號

unsigned char th_lenres; //4位首部長度/6位保留字

unsigned char th_flag; //6位標(biāo)志位

USHORT th_win; //16位窗口大小

USHORT th_sum; //16位校驗和

USHORT th_urp; //16位緊急數(shù)據(jù)偏移量

}TCPHEADER;

//CheckSum:計算校驗和的子函數(shù)

USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)

{

unsigned long cksum=0;

while(size >1)

{

cksum+=*buffer++;

size -=sizeof(USHORT);

}

if(size )

{

cksum += *(UCHAR*)buffer;

}

cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);

cksum += (cksum >>16);

return (USHORT)(~cksum);

}

void useage()

{

printf(“******************************************\n”);

printf(“TCPPing\n”);

printf(“\t Written by Refdom\n”);

printf(“\t Email: \n”);

printf(“Useage: TCPPing.exe Target_ip Target_port \n”);

printf(“*******************************************\n”);

}

int main(int argc, char* argv)

{

WSADATA WSAData;

SOCKET sock;

SOCKADDR_IN addr_in;

IPHEADER ipHeader;

TCPHEADER tcpHeader;

PSDHEADER psdHeader;

char szSendBuf={0};

BOOL flag;

int rect,nTimeOver;

useage();

if (argc!= 3)

{ return false; }

if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData)!=0)

{

printf(“WSAStartup Error!\n”);

return false;

}

if ((sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED))==INVALID_SOCKET)

{

printf(“Socket Setup Error!\n”);

return false;

}

flag=true;

if (setsockopt(sock,IPPROTO_IP, IP_HDRINCL,(char *)&flag,sizeof(flag))==SOCKET_ERROR)

{

printf(“setsockopt IP_HDRINCL error!\n”);

return false;

}

nTimeOver=1000;

if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&nTimeOver, sizeof(nTimeOver))==SOCKET_ERROR)

{

printf(“setsockopt SO_SNDTIMEO error!\n”);

return false;

}

addr_in.sin_family=AF_INET;

addr_in.sin_port=htons(atoi(argv));

addr_in.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(argv);

//

//

//填充IP首部

ipHeader.h_verlen=(4

// ipHeader.tos=0;

ipHeader.total_len=htons(sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader));

ipHeader.ident=1;

ipHeader.frag_and_flags=0;

ipHeader.ttl=128;

ipHeader.proto=IPPROTO_TCP;

ipHeader.checksum=0;

ipHeader.sourceIP=inet_addr(“本地地址”);

ipHeader.destIP=inet_addr(argv);

//填充TCP首部

tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv));

tcpHeader.th_sport=htons(SOURCE_PORT); //源端口號

tcpHeader.th_seq=htonl(0x);

tcpHeader.th_ack=0;

tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/4

tcpHeader.th_flag=2; //修改這里來實現(xiàn)不同的標(biāo)志位探測,2是SYN,1是FIN,16是ACK探測 等等

tcpHeader.th_win=htons(512);

tcpHeader.th_urp=0;

tcpHeader.th_sum=0;

psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP;

psdHeader.daddr=ipHeader.destIP;

psdHeader.mbz=0;

psdHeader.ptcl=IPPROTO_TCP;

psdHeader.tcpl=htons(sizeof(tcpHeader));

//計算校驗和

memcpy(szSendBuf, &psdHeader, sizeof(psdHeader));

memcpy(szSendBuf+sizeof(psdHeader), &tcpHeader, sizeof(tcpHeader));

tcpHeader.th_sum=checksum((USHORT *)szSendBuf,sizeof(psdHeader)+sizeof(tcpHeader));

memcpy(szSendBuf, &ipHeader, sizeof(ipHeader));

memcpy(szSendBuf+sizeof(ipHeader), &tcpHeader, sizeof(tcpHeader));

memset(szSendBuf+sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader), 0, 4);

ipHeader.checksum=checksum((USHORT *)szSendBuf, sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader));

memcpy(szSendBuf, &ipHeader, sizeof(ipHeader));

rect=sendto(sock, szSendBuf, sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader),

0, (struct sockaddr*)&addr_in, sizeof(addr_in));

if (rect==SOCKET_ERROR)

{

printf(“send error!:%d\n”,WSAGetLastError());

return false;

}

else

printf(“send ok!\n”);

closesocket(sock);

WSACleanup();

return 0;

}

4、接收數(shù)據(jù)

 和發(fā)送原始套接字?jǐn)?shù)據(jù)相比,接收就比較麻煩了。因為在WIN我們不能用recv()來接收raw socket上的數(shù)據(jù),這是因為,所有的IP包都是先遞交給系統(tǒng)核心,然后再傳輸?shù)接脩舫绦?,?dāng)發(fā)送一個raws socket包的時候(比如syn),核心并不知道,也沒有這個數(shù)據(jù)被發(fā)送或者連接建立的記錄,因此,當(dāng)遠(yuǎn)端主機回應(yīng)的時候,系統(tǒng)核心就把這些包都全部丟掉,從而到不了應(yīng)用程序上。所以,就不能簡單地使用接收函數(shù)來接收這些數(shù)據(jù)報。

 要達(dá)到接收數(shù)據(jù)的目的,就必須采用嗅探,接收所有通過的數(shù)據(jù)包,然后進(jìn)行篩選,留下符合我們需要的??梢栽俣x一個原始套接字,用來完成接收數(shù)據(jù)的任務(wù),需要設(shè)置SIO_RCVALL,表示接收所有的數(shù)據(jù)。

SOCKET sniffersock;

sniffsock = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);

DWORD lpvBuffer = 1;

DWORD lpcbBytesReturned = 0 ;

WSAIoctl(sniffersock, SIO_RCVALL, &lpvBuffer, sizeof(lpvBuffer), NULL, 0, & lpcbBytesReturned, NULL, NULL);

 創(chuàng)建一個用于接收數(shù)據(jù)的原始套接字,我們可以用接收函數(shù)來接收數(shù)據(jù)包了。然后在使用一個過濾函數(shù)達(dá)到篩選的目的,接收我們需要的數(shù)據(jù)包。

如果在XP以上的操作系統(tǒng),微軟封殺了Raw Soccket,只能用wincpap之類的開發(fā)包了。

很明白你想干什么

不過不是三言兩語罩尺拍可以做到的

首先,你想抓包,需要依賴一個庫(windows下叫winpcap, linux下叫l(wèi)ibpcap)

這個包提供了很多接口,運行后你可以進(jìn)行抓包

然后介紹你一本書:《網(wǎng)絡(luò)安全開發(fā)包詳解》,當(dāng)年做網(wǎng)絡(luò)安全的困罩入門級書啊

這本書目前市面上已經(jīng)絕版了(只有印刷版和二手的能買,如果物羨你經(jīng)常需要用,建議買一本,比電子書方便),不過你可以下載到電子版的,如果需要我也能傳給你一份

然后你想實現(xiàn)的例子,只需要把書看前幾章就可以了,看到介紹winpcap/libpcap怎么用就可以了

可以使用raw socket(原始套接字)實現(xiàn)

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