计算机文化酱豆腐酱豆腐机

至4四

内容

局域网基本概念

高速局域网技术

局域组网设备

局域网组网方法

局域网结构化布线技术

网络互连技术

1

广东金融学院学生管理规定

第三十一条因旷课、缺课累计超过某一

课程教学时数的三分之一，或不交作业

（包括实验、实习报告）的次数超过某

一课程作业总数的三分之一，取消该课

程的考试资格。任课教师应于考试前一

周将取消考试资格的学生名单报教务处

备案。

2

局域网传输介质

数据传输速率高、传输延时小、误码率低

局域网属单一组织拥有，易于建立、维护和扩展

决定局域网的主要技术要素是：网络拓扑，传输介

庙与芥庙访时控制方东O

:共享介质局域网

与交换式局域网。

3

LAN的基本构成

要构成LAN,必须锣基本鄙治它们是个人计龛机、

传输媒体、网卡和号计算机与传输媒体相连的各种膈设备

媒体可以是同轴电绩、双绞线、光缆或辐射性媒体；网卡，C

也称为网络适配器；连接设备如DB-15插头座、RJ-45插

头座等。具备了上述四种网络构件，便可搭成一个基本的

LAN硬件平台，有了LAN硬件环境，还需要控制和管理LAN

正常运行的软件，即网络操作系统NOS。它是在每个PC机

原有操作系统上增加网络所需的功能。组成LAN需要下述6

种基本结构：

①

②计算机（PC机和服务器计算机）

③传输媒体；

④网络适配器；

⑤网络连接设备；

⑥网络操作系统。

网络拓扑结构

局域网的基本组成

网络硬件

例如：用10Base-T以太网技术建立一个局域网如图4-1

网卡

网络服务器

RJ-45

RJ-45

工作站工作站

局域网硬件系统（lOBase

5

总线型/树型：所有结点都直

星型：所有结点都连接到中哄

环型：结点通过点到点链路与

瞪鹦赢方法

控制多个结点利用公共传输

I注的介质访问控隹的是“共享介质”

方式

类型与特点

»双绞线：

》屏蔽双绞线(STP,ShieldedTwistedPair)

非屏蔽双绞线(UTP,UnshieldedTwistedPair)

、

A3类线：带宽为16MHz,适合于10MHz以下的数据;

A4类：20MHz,语音。

A5类100MHz,甚至可以支持155MHz异步传输模式

ATM

中的10代表操作速率为lOMbpss，Base

代表基带传输方式，T代表双绞线。

»光纤

双绞线

最便宜的易受环境

传输媒介中电信号

的干扰

通常用于较短

距离的连接

IEEE802模型与协议

IEEE802.3标准与Ethernet

IEEE802.4标准与TokenBu

IEEE802.5标准与TokenRi

3.2.5CSMA/CD与Token

Ring的比较

LAN的协议结构主要有三种类型

»以太网(Ethernet)

»令牌环(TokenRing)

»令牌总线(TokenBus)

三种网的骨干网光纤分布数据接口(FDDI

IEEE802逻辑链

IEEE802

IEEE

IEEE

网络的

结合局域网自身特点，参考OSI/RM,IEEE802提

出了(LAN/RM),

它与OSI/RM的对应关系如图4-5所示。

OSI

①介质访问控制层MAC(MediaAccessControl)

②逻辑链路控制层LLC(LogicalLinkControl):与媒体无关的内容

物理层：透明传输位流，规定信号编码、传输媒体、拓扑结构及数据

率

链路层

802.4802.5802.6

802.9802.11802.12

令牌令牌环城域网

语音数无线100VG-

据综合

---------Z►fe---------局域网AnyLAN—

局域网

物理层物理层物理层物理层

>Ethernet的主要技术特点

共享介质局域网络：

以太网(Ethernet)

令牌环(TokenRing)，

令牌总线(TokenBus).'

光纤分布数据接口(FDDI)

Ethernet是Xerox、DigitalEquipment和Intel三家公司开发

的局域网组网规范，经多次修订后，成为国际标准ISO802.3o

>Ethernet的基本工作原理

冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD

CarrierSenseMultipleAccesswith

CollisionDetection)。

突检测是发送结点在发送的同时，将其发送信号波形与接受到的

波形

每个站点都可以接收到所有来自其他站点的数据、

需要寻址机制来标识目的站点、珀

只有一个站点将收到的帧复制下来，其他站点都

发现总线空闲

C发送帧，目的地址为A

上■

A复制该帧

忽略该帧

信号由终端电阻吸收

小帧

(2)

(3)B开始发送；

时刻发生冲突;

__

■K9H

•帧发送时延必须超过，以防止在第一位数据到达

最远端之前，数据已全部发送完毕，从而引起冲突；而为

却误以为已帧成功发送

•此时隙时间为51.2|LIS,即512位bit,64字节

・最小帧长为64字节(不包括前同步码)

•因此数据字段最少为46字节

按照这种方法，一个工作站在发送前，首先侦

听媒体上是否有活动，所谓活动是指媒体上有无传

输，也就是载波是否存在。如果侦听到有载波存在

,工作站便推迟自己的传输。在侦听的结果为媒体

空闲时，则立即开始进行传输。在侦听到媒体忙而

等待传输情况下，当传输中的帧最后一个数据位通

过后，应继续等待至少9.6us,以提供适当的帧间

间隔，随后便可进行传输。如果两个工作站同时试

图进行传输，将会造成废帧，这种现象称为碰撞，

检测到碰撞之后，涉及该次碰撞的站要丢弃各自开

始的传输，转而继续发送一种特殊的干扰信号，使

碰撞更加严重以便警告LAN上的所有工作站，碰撞

出现了！在此之后，两个碰撞的站都采退避策略，

即都设置一个随机间隔时间，另有当此时间间隔满

期后才能启动发送。

18

图4-2CSMA/CD发送过程流程图

站点要求发送

有载波?

发送一帧信息延时处理

有冲突?发出阻塞信号冲突

放弃发送

另作处理

一次发送结束

图4.3CSMA/CD发送过程流程图19

»第一步：传输前侦听，如果媒体信道空闲则

可进行发送。

»第二步：如果电缆忙则等待如果媒体信道有

载波（忙），则继续对信道进行侦听。一旦发现

空闲，便立即发送。

》第三步：传输且检测冲突如果在发送过程中

检测到碰撞，则停止自己的正常发送，转而发送

一短暂的干扰信号，强化碰撞信号，使LAN上所

有站都能知道出现了碰撞。

第四步：重传前等待发送了干扰信号后，退

避一随机时间，重新尝试发送

第五步：重传或夭折

卷NBUS（令牌总线方法J

线拓扑中利用“令牌”作为控制结点访问公共传输介质

的确定型介质访问控制方法。

所谓正常稳态操作：/

A网络已经完成初始化，各结点进入正常传递令牌与数据

A没有结点要加入与撤除

A没有发生令牌丢失或网络故障的正常工作状态。

令牌传递规定由高地址向低地址，最后由低地址向高地

址传递。「

°令牌总线网在物理上是总线网，而在逻辑上是

环网。

1该结点没有数据帧等待发送。

2该结点已经发完。

3令牌持有最大时间到。22

IEEE802

Data

TokenBus)

TokenRincj

CSMA/CD方法特点Toke.rl、

TokenRii.ng方

》算法简单，易于实现

»不确定的随机竞争总线»环维护怎装，实现我

,适合实时性要求不严

难

的应用环境

》适合实时性要求较高

»通信负荷较轻的应用环

的应用环境

境

»通信负荷较重的应用

环境

/))Ethernet物4理地址的基本概

念

网络中地址的基本类型

产物理地址:EPROM00512081b012

xEthernet物理地址特点

地址长度，48位（6个字节），

0©—60-08-0036-38

产商地址

生值

25

3.3高速局域网技力

3.3.1高速局域网研究基本方法

3.3.3100MbpsFastEthernet

3.3.41GbpsGigabitEthernet

3.3.510GbpsEthernet

3.3.2光纤分布式数据接口FDDI

>3.3.6交换式局域网

>3.3.7虚拟局域网

无线局域网

26

高速局域网研究基本方法

、■

如果网中有N个结点，那么每个结点平均能分配到带宽

为10Mbps/No

又可以分为Ethernet,TokenBus,TokenRing与

FDDI

以及在此基础上发展起来的FastEthernet,FDDIII等。

可以分为hedEthernet与ATMLAN,

以及在此上发展起来的虚拟局域网。

二二：亡二式工鼠口是一种以光纤作为传输介

网。

GigabitEthernet的传输速率比FastEthernet(100Mbps)G10

共享介质方式与交换方式局域网工作原理的区

别

节点

B

共享介质局域网

节点节点

DE

节点节点节点

4BC

局域网交换交换式局域网

节点节点节点

E

.10OMbps-FciE；!Etherner

数据库服务器

打印印机机工工作作站站同工作站工工作作站站

10Mbps10Mbps

共享网口国旦3

10Mbps共享HUB、、加i0Mbps专用P

10Mbps

10/100Mbps交换机

100MbpsIn专用服务器

服务器服务器

图4・8两极交换机快速以太网组网图

快速以尢M的拓扑结同

GWUTF

瓦瘙起M或交阚）

MUTFL双皿口

中《辱电:程终端或皿

m

图4-9快速以太网的网络拓扑结构图

返回本节

MOOMbps建机

书他以邠

lOQO^Ps

•J_=。

un:!c=rry==[%I

图4-11千兆位以太网与多个交换机的连接原理32

34

FDDI的网络拓扑结构属于星形、环形结

构，如图4-16所示。|岫也

图

网4

络」

拓6

扑F

D

结D

一

构

的

系统FDD]

眠帽是目前成熟的LAN技术

中传输速率最高的一种。由光纤构成的FDDI,其基本结构为逆向双环，如

图5-61所示。一个环为主环，另一个环为备用环。当主环上的设备失效或

光缆发生故障时，通过从主环向备用环的切换可继续维持FDDI的正常工作。

FDDI的构件：从图5-61可初步看到，构成FDDI的构件至少应具有下述部分:

光纤电缆、FDDI适配器、FDDI适配器与光纤相连的连接器。

络节点与光纤相连需要连接器，连接器有两种：MIC

型连接器。

36

|IEEE802.5令牌环介问控制协议

使用IEEE802.2协议

100M,n<=10001=1OOKM

双环，容错强

多模或单模光纤

动态分配带宽，支持同步和异步数

传输

系统rDDl

FDDI将0SI模型的物理层和数据链路层分别分成了两个子层。物理层

分割成的两个子层是：物理层协议层（PHY）和物理媒体相关层

（PMD）oPHY子层规定了传输编码和译码、时钟要求及符号集合

;PMD规定了光纤媒体应具备的条件以及连接器等。

数据链路层分割成的两个子层为媒体访问控制（MAC）和逻辑链路控

制（LLC）。MAC子层规定了FDDI定时令牌协议所需要的帧格

式、寻址和令牌处理。LLC子层为LLC用户提供了交换数据的手段

O

FDDI的站管理（SMT）标准定义如何对物理媒体相关层、物理层协议

层和媒体访问控制部分进行控制和管理。

OSIFODI

彦霭碓路

控伟II层

原体访问

控制层（MAC）站

管

物[PHY]理

理

层(SMT)

(RSH)38

0J不统rDDl

FDDI建立在小令牌帧的基础上，当所有站都空闲时，小令牌帧沿环运

行。当某一站有数据要发送这时，必须等待有令牌通过时才可能。一旦

识别出有用的令牌，该站便将其吸收，随后便可发送一帧或多帧。这时

环上没有令牌，便在环上插入一新的令牌，不必像802.5令牌环那样，

只有收到自己发送的帧后才能释放令牌。因此，任一时刻环上可能会有

rDDl

按照FDDI的标准，可使用多种拓扑结构，其中下述四种

；为重要：独立集中器型、逆向双环、集中器树和树型双环

集中器（枢纽）

接站接站接站接站

C=3I-----1

CZZJCZZ3CZZJ

t—ir~jczza

节点

40

元.交换式局域网

式局域网的基本缔取

改让网交接机

端匚〕

交换式局域网的工作原理构

与

隹

的.0

上山

希口号/MAC地址映射表UE-7

地址学习”

换机

交

二

换

交

接

式

方

直

发

转

储

色

存

直

进

的

接

Id式

诊

El方r

ro交

r换e

域

机

吃

的

网

交

局/r

5■广F

♦二

一

1低交换传输延迟。

2高传输带宽

3允许lOMbps/lOOMbps。

4局域网交换机可以支持虚拟局域网服务。

42

7.虚拟局域网

VLAN是建立在交换山技术基础上的

虚拟网络是建立在局域网交换机或ATM交换机上的

它以软件的形式来实现逻辑组的划分与管理，逻辑：!

作组的结点组成不受物理位置的限制。

对虚拟网络成员的蠲上，有以下4种：

用交换机端以局域网。（最通用的办法

2用MAC地址。

3用网络层地址\（例如用IP地址来定义）。

4jp广播组。

这种虚拟局.网的建立是动态的，它代表一组IP地址

LANI

VL>\rJd

VLAN2

（幼逻辑结该

局域网交换机

端匚1

*■■

局域网交换机1局域网交:烫矶2

端口IDBI端匚I

rTr(

■

典型的无线局域网结

闽

无线局域网的应用

尸作为传统局域网的扩充

户建筑物之间的互连

‘特殊网络Adhoc(无集中的服务器)

红外无线局域网的主要特点

安全性较好

互不干扰

简单便宜

扩频无线局域网

跳频通信(FHSS,FrequenceHoppingSprectum)

直接序歹ll扩频(DSSS,DirectSequenceSpread)

无线局域网标准IEEE802.11

49

特殊无线局域网结的

图5-15利用微波无线网互连远程局域网实例

3/局域网组网设备

3.4.1IEEE802.3物理层标准类型

3.4.2网卡

3.4.3局域网集线器

3.4.4局域网交换机

52

1、IEEE802.3物理层标准类型

2、

*」门加向

襦萧％'是构ce

C

①按网卡支持的计算机种类:

-标准以太网卡

-PCMCIA网卡（用于便携式计算机）

'按网卡支持的传输速率分类

-普通的10Mbps

-高速的100Mbps网卡

-10/100Mbps自适应网卡

-1000Mbps网卡

按网卡支持的传输介质类型分类

双绞线网卡

-粗缆网卡

-细缆网卡

-光纤网卡

集线器是一种改变网络的拓扑结构形状的装置。集线器是

以星形拓扑结构连接网络节点如工作站、服务器等的一

种中枢网络设备。它可以将逻辑上的总线结构网，环形

结构网连接成星型拓扑结构。集线器也可以叫集中器，

具有同时活动的多个输入和输出端口。

集线器通过提供一个中央单元，连接多个网络节点。允许

大量的计算机可以连接在一个或多个LAN上。通过集中

式网络设计来降低网络阻塞，加强网络主干，实现高速

通信，便于集中式网络管理。通常集线器可以为几种不

同类型的介质（如同轴电缆、双绞线和光纤）提供连接

，有些还能提供多协议服务，如Ethernet-to-FDDI连

接。概括而言，集线器具有集线、中继、故障节点自动

隔离，底层协议转换等功能。

55

普通的集线器

,,,，,

RJ/5端t口

BuJSnf分」。端口〜

1向上连接端口

穿线再分奏

10Mbps集线器

100Mbps集线器

lOMbps/lOOMbps自适应集线器

r**'〜二-z\>r”

-是或能够）由直：77先

通集

堆叠

-是或持网宣功司卷

简」

带网管功能的集线器

6

加冕h)共享端口

“局域网交爽机可以分为

JDMbp

2d自适应的局域・沙丽交换

型局域网

双绞线组网方法

快速以太网组网方法

千兆以太网组网方法

双绞线组网方法

-基本的硬件设备

-双绞线组网方法

-堆叠式集线器结构

最长100米

最长100米

RJ-45连接器

1"〃必JEthemi

2,快速以尢网组里方法

基本的硬件设备

快速以太网组网方法

3、千兆以尢网组网方法

基本的硬件设备

千兆以太网组网方法

62

lODDMbpg线路

,JDDMbpg线

千3奥丈尸交换方L

1瞰a

票线瑞/文淡机

1D/1DDMbpg

千先主干交换机

千兆以尢网组网方法63

.1

3.6.2结构化布线系统的应用环境

3.6.3智能大楼布线系统

3.6.4工业布线系统

结构化布线的发后

任珈仙在蛙蛤舸令

」,八，—ref*匕免拈帖台匕

结构化布线:人r4F女衣口J日匕

X%-*、&廿Jtfa，工行

结构化布线的特点〜国日近

能大楼概念的提出

：IA（美国电子工、ElectronicIndustries

Alliance)..

美国通信工业协会(TIA)(TratiyelIndustry

AssociationofAmerica),

智能大楼概念的组成部分

办公自动化系统

通信自动化系统

楼宇自动化系统

计算机网络

•21结阎化布线型的

建筑物综合布线系统

智能大楼布线系统

.建筑物综合布线系统（PDS）又称开放式布线

系统，是一种在建筑物和建筑群中综合数据传输的网络

系统，是整个智能大厦的神经脉络。

综合布线系统采用结构化的方法，把建筑物内部的

语音交换，智能型处理设备及其它广义的数据通信设施

相互连接起来，并采用必要的设备同建筑物外部数据网

络或电话局线路相连接。其系统包括所有建筑物与建筑

群内部用以交连以上设备的电缆和相关的布线器件。

66

矛统诉J王

集成，能与现在所有的语音，数据系统一起工作，

从而可以保护用户在硬件，软件，培训方面的投资

建筑物综合布线系统有助于将分散的布线系统，

合并成一组统一的，标准的布线系统中。%「彳

建筑物综合布线系统的结构化设计，使用户自己

能够容易的排除故障，增强了系统安全性，便于笛

理。

采用高性能的非屏蔽双绞线与光纤的建筑物综合

布线系统，能够支持高达100Mbps,甚至更高的

数据传输速率。

■I工业布线系统是专门为工业环境设计的布线标

准与设备。67

工业布线茅统

s

d

s

s

^

5r作区子系线

管理子系雄£

4

r

承H主干子挈筑

根据美国国家标准化委员会电信工业协会(tia)/

电子工业协会(eia)制定的商用建筑布线标准，

即eia/tia568a和569以及其他相关标准，综合

布线系统主要针对电话、传真、计算机网络，

即语音和数据应用，未来的发展还将包括电视

会议、图文传真、语音邮件、卫地电言等较新

的通信技术。该标准对以下几个方面据了相

应的规范：

定义了认可的媒体

定义了布线系统的拓扑结构

规定了各子系统的布线距离1

定义了布线系统与用户设备的接口

定义了线缆和连接硬件性能

规定了安装实践所需注意事项

定义了链路性能

71

1.工作区子系统

工作区子系统是插座到用户终端的

区域。把所有的媒体(dbl5，db9，

db25,同轴等）标准化为模块化插座

（t568a,t568b）或光纤插座、舞触络条线

（1米、2米、3米）、面板等。

2.水平子系统

水平子系统存在于水平跳接(he)和插座之

间。

水平跳接------水平电缆、-一插座

・水平电缆可为utp,sctp,光炸，(室内、室

外光缆和跳级等)

3.垂直子系统

主干子系统分为楼内和楼间，楼内主干是用

于连接设备间和各楼层电信间的布线系统。而楼

间主干用于连接两座建筑物。e包括：

•—王要跳接（me）

•―中间跳接（ic）

--楼内主干线缆（目前主要是超五类线和6

类线等）

--楼间主干光缆（4芯、6芯、12芯等）

4.管理子系统

管理子系统主要由相关的配线架、

理线槽、光端盒等构成。为立便日后的

更改、增加、维护，必须要对整个布线

,办»以虑、-27?右/(4P=日ATr

进行统一管理。

606来规范。

5.设备间子系统

设备间用于服务于整个布线系统。

设备间用于容纳布线系统电设备及配线

架、主光纤盒、网络机柜等、.

6.建筑群子系统

入口设施是外部电话线、楼间主干

线缆、天线等的入口点。全要包括光端

合、配线架、无线设备、避雷器上

网域科技的netstar综合布线产品在

布线行业的大家族里，具有外形美观，

种类齐全的特点。产品囊括工作区插座

、配线产品、光纤产品、屏蔽产品、工

具测试器等，是您布线产品的理想选择

我国对综合布线技术的推广应用也非常重视，

并于1995年由中国工程建设标准化协会制定了

国内第一部结合国情的综合布线标准：《建筑

与建筑群综合布线系统工程浚"规范》（cecs

72：95）；1997年该标准得到、也一步完善，

其新标准《建筑与建筑群综合布遵系统工程设

计规范》（cecs72：97）对抗干扰、防噪蠹、防

火、防毒等关键技术方面作出了新的规定；同

时《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验

收规范》（89：97）也相继出台，这对规范我

国综合布线产业无疑将产生积极的影响。

netstar综合布线系统完全符合上述标准，

共可分为七个子系统：：

78

络互连技本

网络互连的基本概念

网络互连的类型

网络互连的层次

4•>・■•

网桥与网络立连攻备

80

」」」11JJ」」△」」」2^*J/

网络互连：是将分布在不同地理位置的网络，设备

相连接，以构成更大规模的互联网络系统，实现互联

系统网络资源的共享。

＞商业需求答/

＞新的网络应用的不断出现

＞技术的进步

＞信息高速公路的发展

就可以将分散在不同地理位置的多个局

域网互连起来。

＞数据链路层互连的设备是网桥。网桥在网络互连中起到数据接收地址

过渡与数据转发的作用，它是实现多个网络系统之间的数据交换

起来，ATM局域网与传统

♦享介质局域网互连必须解决仿真问题。81

isr

rnXouter;或网

网络互连的

»数据链路层互连的设备是

rr

rr

»实现高层互连的设备是通常简称为

＞有物理线路和数据线路

＞提供适当的路由来交换数据

＞提供网络记帐服务

＞提供各种互连服务

网络互连要解决的几个基本问题

不同的编址方案

不同的最大段长度

不同的网络访问机制

不同的超时

差错恢复

状态报告

路由选择技术

用户访问控制

连接和无连接服务

3.7网络互连技术

■事

龈34瞬磷

hub

□

w

wI

ler

多个网段互连

个较大的LAN分割为多个网段或将两个

1互连为一个逻辑LAN的设备。

网桥是在数据链路层上实现不同网络互连的设备

用物理地址（MAC地址）来确定告转发数据帧,

而路白器则根据目的地址Ip来确定三否转发该分组

网薪的应用环

»多个局域网

》多拣办公楼

»划分多个二

）征

互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质

与传输速率的网络

接收、存储、地址过滤和转发的方式实现互连的网

络之间的通信

网桥中有一个地址表，用于转发数据帧。

需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议

网桥在局域网中经常被用来将一个大型局域网分为

rtk.n~~/-i~~"-k/r/A->I•J上乙―i-k/._L-_LZ—II-i------rr、r

是在网络层上实现多个网络互连的设备。需要每

个局域网网络层以上高层协议相同，数据链路层与物理层

协议可以不同。如果高层协议不同

表

夕/

zr,出r

L厂

rrLr

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表勤

库

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库

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提

分

功

组

络

发

乙

言

网W

习

工

的

△7基^

二

>r7二9

第三层交换主网络层上，根据网络层地址实现了第

三层分组的转发

SIC芯片

88

Router

令聊

用路由器连接网络

89

网络互连设

网关是实现互连、互通和应用互操作的设施。工作在

0SI传输层之上。网关不一定是一台设备，有可能在

功能。当然也不排除使用一台计算机

来专门实现网关具有的协议转换功能。

网关可以完成孙洞投。

直接将输入网络信息包的格式转换成输出网络信息包的格式

标准网问

的格

个网尧可以由两个邛

NwtwareNwtware

结点结点

局域网

IBMSNA体系结构：

1974年，IBM公司为了实现本公司产品的互操作，制定

了系统网络体系结构SNA-SystemNetwork

Architecture,SNA是国际上最早提出的网络体系结构

,IBM的一些主机中均使用该体系结构。下图示意了IBM

SNA与ISOOSI参考模型之间的对应关系。

OSISNA体系结构

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

敢据微路层

物理层92

6

ATM应用实例

100Mbps

交换以太网

4.10.8快速交换以太网实例

快速以太网交换

lOMbps10Mbps

3

DNS,WEB,E_ATM局域网络工程

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