大唐移动云计算平台,彰显微软云计算与应用优

2019-08-22 16:08栏目:通讯产品
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云计算概念简介

虚拟化是当前服务器与数据中心领域里最为热门的词汇,而且与前几年更多的停留在观望与评估层面不同的是,现在越来越多的企业已经将虚拟化用于实际的部署,虚拟化之势如火如荼。虚拟化允许具有不同操作系统大唐移动云计算平台,彰显微软云计算与应用优势。的多个虚拟机在同一物理机上独立并行运行。每个虚拟机都有自己的一套虚拟硬件(例如 RAM、CPU、网卡等),可以在这些硬件中加载操作系统和应用程序。无论实际采用了什么物理硬件组件,操作系统都将它们视为一组一致、标准化的硬件。通过实现 IT 基础架构的虚拟化,可以降低 IT 成本,同时提高现有资产的效率、利用率和灵活性。

    云计算已经成为当前最流行的IT概念之一,越来越多的大型企业开始考虑如何用云计算平台来构建自己的信息系统。云计算平台具有高可扩展性、超大规模、高可用性、成本低廉等特点,因此如何利用云计算搭建企业信息化平台成为当前的热门话题。但是对于云计算如何落地、企业如何利用云计算平台,特别是大型企业可利用哪些云计算搭建企业信息化平台,并没有一个清晰的答案。本文依据云计算的基本概念,特别是私有云的建设,以虚拟化未基础,以构建企业级计算虚拟化池和存储虚拟化池未目标,搭建企业云计算平台,并给出了当前比较成熟的几个厂商的解决方案。

2007年10月IBM和Google宣布在云计算领域的合作后,云计算吸引了众多人的关注,并迅速成为产业界和学术界研究的热点。云计算比传统逻辑抽象概念更为高级,在它下面是多层虚拟化技术,实现了物理运动向逻辑运动的抽象过程。从高层次来看,云计算是一种资源整合和利用的技术,其下层的技术支撑主要是虚拟化技术。

  虚拟化的重要意义不仅与此,另一个重要的作用是和当前最热门的云计算技术相联系,虚拟化是云计算的基础。典型的云计算技术特征可分为虚拟化技术、分布式技术、并行计算/分布式计算、XaaS、WEB X.0和其他技术等。云计算的平台包括三类服务:软件基础实施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS,而这三类服务的基础则是虚拟化平台,如图1所示:

目前,IT支撑系统主要采用“竖井式”的建设方式,这种方式由于缺乏整体规划,系统建设时间长,所以不利于业务的快速实现和系统的有效利用。另外,由于IT支撑系统设备种类繁多,对云计算支撑程度不一,设备较分散,各个服务质量、安全等级都不同,在IT支撑系统中引入云计算将面临着许多难题。因此,如何解决这些难题具有重要的研究意义。

    私有云也有前景

虚拟化技术是云计算实现的关键技术。单个服务器可以支持多个虚拟机运行多个操作系统和应用,从而大大提高服务器的利用率,通过虚拟化为应用提供了灵活可变、可扩展的平台服务。虚拟化能为全球用户节约大量成本,提升了服务器运营效率,更重要的是下一代的数据中心也将基于虚拟化来进行构建,特别是现在热门的云计算,更是离不开虚拟化技术的支撑。

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    云计算(Cloud Computing)并没有一个严格的定义,不同的公司出于不同的目的,都给出了不同的概念,比如谷歌、亚马逊、IBM、Oracale、微软等都有不同的定义和不同的商业模式。一般来说,云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等计算机技术和网络技术发展融合的产物。云计算是一种新的应用模式,按照通常的定义,云计算不仅仅是技术上的新模式,还包括商务上的新模式,比如用户可以不用再购买设备,而是仅仅购买服务就可以支撑IT信息系统需要。当前大家关注得比较多的是这种可购买服务的公共云的建设,公共云油服务提供商为客户提供,用户的计算应用可像日常生活中的自来水和电一样即开即用,而不需要自己去修建自来水厂和发电厂。

云计算可以认为包括以下几个层次的服务:基础设施级服务,平台级服务和软件级服务。云计算服务通常提供通用的通过浏览器访问的在线商业应用,软件和数据可存储在数据中心。

  图1 虚拟化平台与云计算

一、云计算技术的发展现状

    对于中小企业来说,公共云是一个不错的选择,云计算服务提供商提供晕计算平台,中小企业不需要自己建设数据中心,不用关心虚拟化、网格等方面的技术难点,只要选择一个信得过的云计算服务提供商就可以了。但是对那些想利用云计算平台特性、对安全性要求比较高、不想把应用外包的大型企业来说,构建自己的企业云计算平台(私有云)就成为一个新的发展方向。不同于公共云可以直接使用最终的产品,私有云更多的是考虑“云”本身的建设,更关注构建云平台的技术,建设企业的私有云,就要求企业把自己的数据中心构建成一个高可扩展性、超大规模、高可用性、成本低廉的数据中心。通话虚拟化、网格计算、自动化管理等云计算技术,逐步把企业内部的数据中心建设成面向企业内部系统的具有公共云平台特性的云计算平台。

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  在虚拟化与云计算共同构成的这样一个整体的架构中,虚拟化有效的分离了硬件与软件,而云计算则让人们将精力更加集中在软件所提供的服务上。这一点我们可以从Oracle和微软的云计算平台和解决方案上来说明。首先以Oracle的云平台和云管理为例,Oracle云平台和云管理架构如图2所示:

云计算是继个人计算机、互联网变革之后的第三次IT产业革命。信息技术发展的三个阶段如下:一是个人计算机变革阶段:上世纪80到90年代,将只在特定行业中应用的大型主机变成每个人都负担得起的个人电脑,大幅度提高了个人生产效率和企业效率。二是互联网变革阶段:上世纪末,将数以亿万计的信息孤岛汇集成庞大的信息网络,极大的提高了人类沟通,共享和协作的效率,丰富了社交和娱乐生活。三是云计算变革阶段:将IT基础资源和服务转变为像水和煤气一样的社会公用基础设施,让云计算数据中心成为IT资源和服务的提供者。

    公共云对于大型企业来说也并非毫无关系,从未来的发展来看,根据不同业务系统的需要,建立一个由公共云和私有云组成的混合云平台是趋势。

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二、云计算对IT支撑系统建设的影响

    用两个虚拟池构建企业私有云平台

  图2 Oracle 云平台和云管理

2.1 云计算带来IT系统建设模式的变化

    私有云计算平台的建设,当前比较成熟的方案主要是从虚拟化角度考虑,虚拟化是对物理资源(CPU、内存、网络等)的逻辑表示,以降低物理资源不同层次之间的耦合程度,使系统所需资源不受物理资源的限制,从而获得高性能,高可扩展性等特性。当前企业主机和存储设施往往与应用系统直接绑定,无法实现主机和存储资源扩系统共享,这就会导致资源综合利用率较低,同时由于主机和存储设备日益增多,使得对这些设施的管理日益复杂。通过应用虚拟化技术,实现主机和存储资源的一体化整合、主机和存储资源的共享利用,提高资源利用率、降低成本,也有利于降低管理的复杂性,避免出现上一套系统就要购置主机、存储设备。

  在Oracle云平台和云管理中,虚拟化是服务器、存储和IaaS之间的桥梁,同时在云管理中提供虚拟化模板。虚拟化使软件运行于共享的硬件上、整合服务器、通过克隆测试和克隆生产环境简化开发和测试、通过克隆和实时迁移增加、减少或移动应用程序、将软件设备 (appliance) 和组合件 (assembly) 进行打包以方便部署。

传统的建设模式:传统IT支撑系统采用自上而下的方式建设,根据业务需求来进行系统软硬件采购和建设,业务需求先于系统建设,最后形成“烟囱式”系统。云计算平台建设模式:云计算平台采用自下而上的方式建设,云计算资源池的建设先于应用系统需求,并不再与具体的业务应用捆绑,而应用系统的建设、扩容、升级以软件开发为主,所需硬件物理资源向资源池申请。

    当前比较成熟的虚拟化方案主要从两个层面进行虚拟化,建立两个虚拟化池:计算虚拟化池和存储虚拟化池。计算虚拟化池主要实现应用虚拟化,包含服务器虚拟化和应用中间件虚拟化两种方案。存储虚拟化池主要实现数据存储虚拟化,包含存储硬件架构虚拟化和存储软件虚拟化两种方案。通过计算虚拟化池、春初虚拟化池以及自动化管理平台,特别是通过自动化管理平台,使得应用和数据最大程度共享,从而获得更高的敏捷性、运营效率、经济效益和可管理性、并节省成本。

  动态云解决方案是微软提供的基于动态数据中心技术的云计算优化和管理方案。企业可以基于该方案快速构建面向内部使用的私有云平台,服务提供商也可以基于该方案在短时间内搭建云计算服务平台对外提供服务。微软动态云能够让用户自己动态管理数据中心的基础设施(包括服务器、网络和存储等),包括开通、配置和安装等。其核心价值在于,它可以帮助用户提高 IT 基础设施资源的利用效率,提升基础设施的应用和管理水平,实现计算资源的动态优化。微软动态云逻辑实现如图3所示:

2.2 云计算带来部门工作职能的变化

 

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传统模式下,IT部门工作职能是在理解业务需求的前提下,提出业务实现方案和系统的建设,并在系统上线前考虑新增设备的安装部署和分配以及系统上线后的设备运营监控;云计算模式下,IT部门专注于资源和服务的运营管理,提出平台扩容方案及平台新增设备资源的安装部署;关注问题主要包括:已经部署的业务应用情况、业务需求的满足程度、业务应用需申请资源、服务质量的保障、资源如何合理调度、资源储备是否满足业务发展需求。

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  图3 微软动态云逻辑实现

三、云计算技术在IT支撑系统的应用

图1 企业私有云平台技术方案

  由上图我们可以看出,虚拟化层是资源层和管理层之间的桥梁,服务层通过管理层和虚拟化层来使用资源层的资源,虚拟化层对用户来说是透明的,也是动态数据中心的基础核心层,可以说,没有虚拟化技术,想要实现动态数据中心几乎是不可能的,但是虚拟化不是云计算。

3.1 云计算资源池在IT支撑系统的应用

 

  Microsoft Hyper-V虚拟化技术是Windows Server 2008 的一个关键组成部分。Hyper-V 提供了将服务器资源虚拟化并在 Windows 管理框架中管理这些资源的能力,对于其核心基础设施主要构建在 Windows Server 和其它 Microsoft 应用程序技术的客户而言,Hyper-V 是一个理想的选择。通过虚拟化,我们可以共享内存、硬盘、CPU等等硬件资源,下图描述了主机和虚拟机的架构,一个虚拟主机带有2个客户端应用的模型。

1、云计算资源池的类型

搭建企业私有云平台的技术方案

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根据提供不同的服务类型,云计算可分为IaaS、PaaS和SaaS等三种服务的资源池。IaaS资源池是对外提供虚拟硬件资源,包括虚拟主机/存储/网络等资源。PaaS资源池对外提供应用服务引擎,包括应用编程接口/运行平台等。通过建设虚拟化桌面云系统,将原有访问、计算和存储一体的桌面终端演变为终端只完成接入访问,存储和计算资源迁移到后台资源池进行部署,所有应用也都部署在后台机房。

在计算虚拟化池和存储虚拟化池构件技术方案上,不同的厂商出于不同的商业目的,在结合自己原有产品优势的基础上,提出了不同的解决方案。

  图4 Hyper-V上的主机和虚拟机

2、云计算资源池的应用原理

l        计算虚拟化池:计算资源层面,包含服务器虚拟化和应用中间件虚拟化

  上图中包括了以下组成部分:

通过虚拟化技术,将IT支撑系统的设备组成资源池系统,通过IT软硬件厂商提供的管理工具、管理协议和开放接口,实现对资源池中各种资源及设备的管理,并接收云管理平台的指令,完成资源部署、配置、调度等操作任务,以及上报资源计量信息。单节点的云计算资源池系统的范围通常为一个物理节点,包含的IT资源分布在距离不超过数百米的同一个机楼内;跨物理地域的跨域云资源池系统的范围可以是一个物理地区,包含的IT资源可分布于跨地域的不同城市,内部可划分多个逻辑数据中心/逻辑资源池,可对应一类专业的业务系统或用户。

1.       服务器虚拟化

  (1)主分区,也叫父分区,专门用于运行宿主操作系统。在Hyper-V v1中,主分区是根分区,这样的分区在一个主机上只能有一个。

3、云资源池的组网

操作系统运行中虚拟机上,服务器本身是虚拟化的,虚拟化的服务器跟正常的物理服务器是一样的,可以安装任何的应用。服务器虚拟化并不是什么最新的技术,很早就应用于小型机的虚拟化分区。服务器虚拟化软件品牌有VMWare(免费的是ESXi,收费的是vSphere)、思杰(免费的是XenServer,收费的是Essentials)、KVM、微软(Hyper-V)等,VMWare的vSphere最成熟,可以安装大多数操作系统。通过服务器虚拟化,可以将一台服务器当做N台服务器来使用,比如一台性能强劲的物理服务器可以虚拟出16台虚拟服务器,这样对于计算能力要求不高的系统,可以实现多个系统在一台物理服务器上运行而不会互相影响,大大减少了硬件的投资。

  (2)宿主操作系统((Windows Server 2008 Core for Azure)是一个轻量级的操作系统,控制了服务器上硬件访问,并且对虚拟机提供了一种对外访问的机制。

结合业务应用特性以及机房装机面积等因素,资源池的组网可分为单节点和扩域两种。

对于计算能力要求高的系统,通过自动化管理平台,能够把正在运行中的虚拟机从一台物理服务器上,或者另外增加系统1的虚拟机而减少系统2的虚拟机,使系统1获得更多的计算资源,从而实现跨物理服务器动态调整计算资源,共享相互分离的物理服务器,有限保证具有优先级的系统业务需求,实现资源利用最大化。比较典型的应用是白天运行业务系统,晚上运行数据处理任务,这样保证了计算资源利用的最大化。

  (3)客户端分区又叫子分区,在主机上创建并被主机所拥有,用来运行客户端操作系统。

(1)云资源池单节点组网。云计算平台组网对比传统数据中心网络,增加了虚拟网络、虚拟计算、虚拟存储层,同时应用了大量云计算相关新型技术。其中网络资源层可应用虚拟交换、万兆以太网、统一交换、增强二层、大二层、虚拟防火墙等技术。(2)云资源池跨域组网。跨域数据中心的技术要求如下:第一,两节点的IP和存储网络互联设备、存储虚拟化设备同构;第二,两节点IP和存储网络延时小于5ms,支持实现资源跨域扩展、业务系统跨域热迁移、双活数据中心等业务场景;第三,两节点IP和存储网络延时大于5ms,支持实现主备数据中心等业务场景。

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  (4)客户端操作系统是应用程序和服务(如Windows Server 2008 企业版 with IIS 7, .NET Framework 3.5, 云计算其它工具)的服务器操作系统。

3.2 云计算云桌面技术在IT支撑系统的应用

 图2 服务器虚拟化示意图图片 9

  (5)企业或个人用户的云应用运行在客户端服务器上

1、云桌面技术概述

图3 虚拟机迁移示意图

  (6)虚拟化堆(Virtualization Service Provider, VSP)是对外暴露的堆,这些堆能够对子分区提供资源和服务,如I/O

基于瘦终端的桌面云将原有访问、计算和存储一体的桌面终端演变为终端只完成接入访问,存储和计算资源迁移到后台资源池进行部署,所有应用也都部署在后台机房,传统分布式桌面与云桌面比较见图2。

2.       应用中间件虚拟化

  (7)虚拟化堆(( virtualization service client or consumer, VSC)是一个软件模型,此模型能够负载消费服务或资源。对I/O资源来说,企业或个人用户来说,VSC能够帮助用户设置硬件驱动。

传统分布式桌面与云桌面的特点如下:(1)分布式桌面终端:终端设备包含访问、计算和存储等部件;并在终端需部署操作系统、应用软件等个人配置。(2)云桌面终端:前台瘦终端设备实现访问接入,后台机房部署计算和存储设备。在后台服务器统一部署操作系统、应用软件等个人配置。

基于应用中间件的虚拟化,不同于服务器虚拟化在操作系统层面的虚拟化,而是中间

  (8)VM Bus 是一个共享内存式的I/O 总线,可以使VMs之间能够高性能的访问。

2、云桌面的实现方式

件层面的虚拟化。应用中间件虚拟化的优势是能够更好地利用各种平台,对原有的设备可以有效利用,不像服务器虚拟化对CPU等有特殊要求。

  (9)NICs 是物理网卡接口

云桌面的虚拟化方式可分为桌面虚拟化和应用虚拟化;其中,桌面虚拟化又可分为虚拟桌面和远程桌面两种,各种虚拟化技术比较如下:

3.       存储虚拟化池:在数据存储层面,包含存储硬件架构虚拟化和存储软件架构虚拟化

  (10)CPUs 是物理CPU访问中心,具有一个或多个核心。

(1)虚拟桌面:后端服务器采用虚拟化产品实现主机虚拟化,终端用户可以从瘦客户机通过远程访问协议访问各自的桌面工作环境。用户具有独立的操作系统,个性化定制能力强;每个虚机可独享CPU及内存资源,各虚机间独立性强;采用统一资源池的容错技术保证高可用性;(2)远程桌面:后端服务器采用远程桌面架构,瘦客户机通过远程访问协议登录到后端服务器。每用户具有基于同一操作系统的不同桌面,用户共享CPU资源,用户隔离性差;如果不同用户需同时访问同一操作系统上的某一应用程序,该程序需支持多实例;当出现操作系统错误或物理服务器故障时,该服务器上承载的大量用户及业务将不可用。(3)应用虚拟化:用户的本地客户端呈现出来的是某个应用程序的用户界面而非整个桌面,资源开销最低;不同用户需同时访问同一操作系统上的某一应用程序,该程序需支持多实例;但同一用户访问的不同应用可能部署于不同的操作系统上,应用之间无法实现数据交互。

存储软件构架虚拟化主要是通过数据库软件的集群技术实现,如Oracle提供的技术包

  (11)Disk(s) 是主机或客户端的物理磁盘(磁盘分区)。

3、云桌面的应用及技术选型

括集群(RAC)、内存数据库,IBM提供的是数据库分区技术。存储硬件架构虚拟化则包含Oracle提供的软硬一体化、IBM提供的XIV存储等。

  对IT和管理层来说,把云应用和服务仅仅部署在一个云计算平台上几乎是不可能的。这是因为企业或个人用户需求的多样性,这些云计算的需求从类型上说可能包括应用程序、数据、服务,PaaS平台、IaaS平台,从支持的语言环境上说可能是.Net、Java、PHP、Python等等。例如GAE支持的唯一语言是Python;AWS 支持Windows 2003,在将来可能支持Windows 2008。但是我们在没有hypervisor的情况下,不能模拟更多的实例来证实。The Azure hypervisor是仅针对微软产品来使用的,因此要将原本部署在微软云平台上的服务和应用迁移到AWS上面临着巨大的困难,这些困难不光是源代码和部署方法,更多的困难体现在数据迁移上。

(1)云桌面的应用场景。云桌面可广泛地应用于坐席,解决传统分布式桌面终端的诸多问题:一是安全存在隐患客户信息泄露;二是电脑分散管理造成维护更新困难;三是高能耗和噪音。(2)应用技术选型。对于坐席的应用场景,三种不同的实现方式选型如下:一是远程桌面。当操作系统崩溃或出现服务器硬件故障时,无法实现业务动态迁移,大量用户同时出现业务中断;不适合在业务连续性保障要求较高的客服中心推广使用。二是桌面虚拟化。底层完全实现虚拟化,可以实现虚拟化软件高可靠性、资源自动调配等高级功能;虚拟桌面可以提供比虚拟应用更好的、多样的桌面体验,适合客服中心推广使用。三是应用虚拟化。客服人员桌面存在多应用程序间协作及大量数据交互的情况,不适合客服中心推广使用。通过比较,推荐选择桌面虚拟化的实现方式。

1.       Oracle集群(RAC)

  下面描述了微软云平台虚拟化的3条基本原则:

四、 结论

    基于Oracle应用集群(RAC)技术,Oracle数据库可以在一组集群服务器上运行,可以设置多个节点访问单个数据库,这就提供了最高的可用性和最灵活的可伸缩性。党西药更多额处理能力时,只要添加服务器即可。RAC最多可以支持32台机器,从实际的应用效果来看,2台或4台机器效果不错,而随着机器的增加,性能提升并不大。另外Oracle内存数据库(TimesTen)通过将数据读取到物理内存中直接操作,减少了到磁盘间的I/O交互,数据库操作能够以最大效率执行,从而大大提高响应速度和吞吐量。

  (1)高效。在硬件环境允许的条件下,尽量运行更多的应用和服务。

在IT支撑系统的建设中引入云计算技术,是信息技术发展的大势所趋,而如何最大化云计算应用的效果,除了选择合适的技术选型之外,还需要各专业进行配合与调整。本文主要对云计算技术在IT支撑系统应用做了简单的描述,以供后期的应用实践提供参考。

2.       IBM数据库分区技术

  (2)只应用需要使用的功能,对于不使用的应用和服务应该及时清除掉。这使得了我们对不需要的代码没有必要再去更新或者修复。对服务主机来说 ,意味着更少的服务启动。

【编辑推荐】

IBM DB2数据库分区是DB2企业版DPF(DataPartitioning Feature)选件提供的,它主

  (3)紧密集成。Windows Azure hypervisor同Windows Azure kernel紧密集成,这意味着我们的堆是可以度量和进行压力测试的。

要用来为大规模数据处理、高并发数据访问提供支持。DB2数据库在一个非共享的环境中被分解为独立的分区,分割分区都具有自己的资源,例如内存、CPU和磁盘以及自己的数据、索引、配置文件和事务日志。数据库分区可以部署在集群或MPP环境下,也就是说数据库分区分布在不同的机器上,从而大大提升数据库服务器的查询能力,但是对于数据写的性能提升不大,对于业务操作环境方面的支持布什很好,适合于数据仓库的应用场景。

  由于Azure hypervisor是数据中心的标准版,因此只适用于微软数据中心。未来则是对Azure hypervisor性能的提升,如such as Second-Level Address Translation (SLAT)的应用。

3.       Oracle软硬一体化设计

  总结

Oracle的Exadata V2采用软硬件一体化设计,基于采用处理器的刀片服务器以及Sun

  虚拟化提升了企业资源的利用率,同时也提升了IT的价值。云计算的资源是动态易扩展而且虚拟化的,通过互联网提供。终端用户不需要了解“云”中基础设施的细节,不必具有相应的专业知识,也无需直接进行控制,只关注自己真正需要什么样的资源以及如何通过网络来得到相应的服务。微软提供了整套软件和解决方案,虚拟化可以使用Hyper-V,云计算可以使用Windows Azure Platform,并且和Windows系统有着天然的联系,这也是微软云计算与应用的一大优势。

的FlashFire技术、Oracle数据库11g实现,因为硬件特别是内存方面做了专门的处理,比一般的RAC性能有了极大的提升,可以提供大容、易于扩展的存储,具有很强的数据仓库和联机交易处理能力。可以设想,如果数据库的集群技术实现图片,普通PC服务器可以实现集群,小型机的末日也就不远了。

 

l        自动化管理平台

 

自动化管理平台是实现支持动态规模扩展和动态负载均衡集群的关键。通过自动化管理

IT168:

平台,实时监控各个虚拟机的运行状况,并增加或者减少分配的资源。自动化管理平台需要结合不同的实现技术,当前都是由相应的虚拟化厂商提供的。比如VMWare可以通过设置服务级别(网络带宽、计算资源份、存储I/O等)和设置负载平衡及优化规则,实现动态资源调度,实现最大化资源利用。

对于大型企业来说,构建企业云计算平台在技术上已经成熟,在企业内部搭建高可扩展

性、超大规模、高可用性、成本低廉的私有云平台已经成为未来信息化建设的发展方向。

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