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Mesos 與 Marathon
Mesos
Mesos 是一套分布式集群管理器，旨在通過(guò)以動(dòng)態(tài)方式于不同任務(wù)之間共享資源的方式改進(jìn)資源使用率。Mesos 提供一種統(tǒng)一化資源視角，其涵蓋全部集群節(jié)點(diǎn)，并能夠以無(wú)縫化方式利用類似于單一計(jì)算機(jī)內(nèi)操作系統(tǒng)內(nèi)核的方式實(shí)現(xiàn)資源訪問(wèn)。因此，Mesos 亦被稱為數(shù)據(jù)中心的內(nèi)核機(jī)制。通過(guò)使用 Mesos，大家可以構(gòu)建起數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，而且 Mesos 的主要組件亦可作為一種可擴(kuò)展的兩段式調(diào)度工具。
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以下為 Mesos 集群管理器中的各關(guān)鍵性組件：
- 主節(jié)點(diǎn)：負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)全部集群操作的集群管理器。多個(gè)主節(jié)點(diǎn)可同時(shí)存在以實(shí)現(xiàn)高可用性。
- 從節(jié)點(diǎn)（亦被稱為節(jié)點(diǎn)）：任務(wù)運(yùn)行所在的各集群成員。
- 框架：運(yùn)行在集群之上的實(shí)際任務(wù)。目前存在多種框架，允許大家將一系列應(yīng)用程序及服務(wù)組合部署在 Mesos 集群管理器之上。
以下章節(jié)將探討如何利用 Marathon 框架將應(yīng)用程序與服務(wù)部署在 Mesos 之上。
可用性
以下列出了 IBM PowerPC Little Endian（ppc64le）平臺(tái)上的各相關(guān)軟件包位置：
Linux 發(fā)行版：Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 7.X
軟件包位置：Unicamp，具體請(qǐng)參閱 Unicamp 庫(kù)：http://ftp.unicamp.br/pub/ppc64el/rhel/7_1/misc_ppc64el/ 。
注意：對(duì)于在 IBM PowerPC 之上運(yùn)行其它發(fā)行版，大家必須從源處構(gòu)建軟件包。
Marathon
Marathon 是一套用于在 Mesos 之上運(yùn)行長(zhǎng)期運(yùn)行應(yīng)用程序或者服務(wù)的框架。這些應(yīng)用程序具備高可用性要求，這意味著 Marathon 能夠監(jiān)控并在遭遇故障時(shí)以自動(dòng)化方式重啟應(yīng)用實(shí)例，且可以通過(guò)彈性方式實(shí)現(xiàn)應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)展。Marathon 亦能夠運(yùn)行其它框架，具體包括 Hadoop 以及 Marathon 自身。典型的 Marathon 使用工作流為在集群之內(nèi)運(yùn)行 N 個(gè)同一應(yīng)用程序?qū)嵗?，且每個(gè)應(yīng)用實(shí)例都需要配備 1 個(gè)處理器與 1 GB 內(nèi)存容量。大家可以向 Marathon 提交請(qǐng)求以創(chuàng)建 N 個(gè)運(yùn)行在各從節(jié)點(diǎn)之上的 Mesos 任務(wù)。
Marathon 提供一套具象狀態(tài)傳輸（簡(jiǎn)稱 REST）API 用于對(duì)服務(wù)進(jìn)行啟動(dòng)、終止以及擴(kuò)展。其同時(shí)提供基于瀏覽器的 GUI 與命令行客戶端。其能夠以高可用性方式運(yùn)行在多個(gè) Marathon 實(shí)例當(dāng)中。在本篇文章中，大家將了解如何通過(guò) Marathon 實(shí)現(xiàn)服務(wù)部署，以及如何將該服務(wù)使用于特定示例應(yīng)用當(dāng)中。這里提到的各項(xiàng)指令適用于英特爾與 IBM Power 架構(gòu)（即OpenPOWER）服務(wù)器。這里選擇的服務(wù)為 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。
從宏觀層面來(lái)看，一套 Mesos/Marathon 集群的結(jié)構(gòu)可抽象為以下示意圖形式：
圖一： Mesos/Marathon 集群
服務(wù)的概念
一項(xiàng)服務(wù)是指一組能夠自我容納且獨(dú)立部署與管理的功能單元。面向服務(wù)架構(gòu)（簡(jiǎn)稱 SOA）以及最近頗為流行的微服務(wù)架構(gòu)鼓勵(lì)大家利用多項(xiàng)松散耦合的服務(wù)構(gòu)建應(yīng)用程序。更為現(xiàn)代的應(yīng)用程序則由多項(xiàng)微服務(wù)構(gòu)成，這種方式能夠帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)，具體包括代碼復(fù)用性、簡(jiǎn)化 scdefauult 端口范圍 31000 到 32000，使用 followaling、故障獨(dú)立、支持多種平臺(tái)、部署靈活以及出色的敏捷性等等。
Mesos 能夠處理批量、實(shí)時(shí)及其它處理框架，其執(zhí)行時(shí)間一般更短。企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行有大量應(yīng)用程序及服務(wù)，因此需要更長(zhǎng)時(shí)間完成且對(duì)于正常運(yùn)行提出了不同于數(shù)據(jù)處理框架的諸多要求。這些長(zhǎng)期運(yùn)行的服務(wù)對(duì)于業(yè)務(wù)而言可能非常關(guān)鍵，因此需要占用相當(dāng)一部分基礎(chǔ)設(shè)施資源。因此，將服務(wù)運(yùn)行在 Mesos 之上就變得非常必要。
為了以規(guī)?；绞竭\(yùn)行服務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施需要能夠支持以下要求：
-
如果服務(wù)依賴于其它服務(wù)且對(duì)于服務(wù)的部署位置擁有嚴(yán)格要求，那么相關(guān)部署工作將變得較為復(fù)雜。
-
配置管理與軟件包旨在確保某項(xiàng)服務(wù)的全部依賴性皆得到滿足，且環(huán)境應(yīng)在服務(wù)啟動(dòng)前配置妥當(dāng)。
-
服務(wù)交付與負(fù)載均衡在同一服務(wù)的多個(gè)實(shí)例并行運(yùn)行時(shí)非常重要。服務(wù)發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)應(yīng)答特定服務(wù)所運(yùn)行實(shí)例的具體位置，而負(fù)載均衡則負(fù)責(zé)決定特定請(qǐng)求應(yīng)被分配至哪個(gè)實(shí)例處。
-
在服務(wù)部署完成之后，最重要的是對(duì)服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)加以監(jiān)控。運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控信息可用于指導(dǎo)后續(xù)操作，例如對(duì)服務(wù)規(guī)模進(jìn)行伸縮，或者在發(fā)生故障時(shí)對(duì)服務(wù)加以重啟。
-
可用性要求指定服務(wù)需要滿足的可用性，從而應(yīng)對(duì)高負(fù)載與故障狀況。
在運(yùn)行有 RHEL 的 OpenPOWER 服務(wù)器之上設(shè)置一套 Mesos 與 Marathon 集群
以下步驟將闡述如何在 OpenPOWER 系統(tǒng)之上，例如運(yùn)行有 RHEL Little Endian（簡(jiǎn)稱LE）的 Tyan 服務(wù)器，設(shè)置一套 Mesos/Marathon 集群。
安裝并設(shè)置 Mesos 主節(jié)點(diǎn)與 Marathon
執(zhí)行以下步驟以安裝并設(shè)置 Mesos 主節(jié)點(diǎn)與 Marathon。
添加 Unicamp 軟件包庫(kù)。確保以下庫(kù)被添加至將成為 Mesos 集群組成部分的全部系統(tǒng)當(dāng)中（即 mesos-master 與mesos-slave）：
# cat > /etc/yum.repos.d/unicamp-misc.repo <使用以下命令以安裝各必要軟件包：
# yum install mesos python-mesos zookeeper marathon
配置 Mesos 主節(jié)點(diǎn)。編輯 /etc/sysconfig/mesos-master文件并添加以下信息：
MESOS_ip=MESOS_MASTER_IP
MESOS_ZK=zk://localhost:2181/mesos
MESOS_QUORUM=1
如果 mesos-master 的 IP 地址為 192.168.122.31，那么完整配置文件應(yīng)如下所示：
# This file contains environment variables that are passed to mesos-master.
# To get a description of all options run mesos-master --help; any option
# supported as a command-line option is also supported as an environment
# variable.
# Some options you're likely to want to set:
MESOS_log_dir=/var/log/mesos
MESOS_work_dir=/var/run/mesos
MESOS_port=5050
# For isolated sandbox testing
#MESOS_ip=127.0.0.1
MESOS_ip=192.168.122.31
MESOS_ZK=zk://localhost:2181/mesos
MESOS_QUORUM=1
使用以下命令重啟 ZooKeeper 以及 mesos-master 服務(wù)：
# service zookeeper start
# service mesos-master start
打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)端口。在默認(rèn)情況下，mesos-master 利用端口 5050 進(jìn)行通信。確保其如下所示，從而滿足本地防火墻部署需求。如果大家使用防火墻，請(qǐng)運(yùn)行以下命令以打開(kāi)面向公共區(qū)域的 TCP 端口：
# firewall-cmd --zone=public --add-port=5050/tcp --permanent
# firewall-cmd –reload
運(yùn)行該 Mesos 主節(jié)點(diǎn)以在系統(tǒng)上配置 Marathon。
# cat >/etc/sysconfig/marathon<使用以下命令以啟動(dòng) marathon 服務(wù)：
# service marathon start
安裝并設(shè)置 Mesos 從節(jié)點(diǎn)
確保全部 Mesos 從節(jié)點(diǎn)皆完成了 Docker 配置。欲了解更多在 RHEL LE 之上安裝并配置 Docker 的細(xì)節(jié)信息，請(qǐng)參閱 Power 系統(tǒng)上的 Linux 環(huán)境 Docker 安裝指南。
使用以下命令以安裝必要軟件包：
# yum install mesos python-mesos配置 Mesos 從節(jié)點(diǎn)。在 /etc/sysconfig/mesos-slave 當(dāng)中編輯 HOSTNAME 變量，將其指向 Mesos 主節(jié)點(diǎn) IP，而后設(shè)置 MESOS_EXECUTOR_REGISTRATION_TIMEOUT 與 MESOS_IP 變量。
舉例來(lái)說(shuō)，如果 mesos-master 的 IP 地址為 192.168.122.31，而 mesos-slave 為 192.168.122.48，那么配置文件內(nèi)容將如下所示：
# This file contains environment variables that are passed to mesos-slave.
# To get a description of all options run mesos-slave --help; any option
# supported as a command-line option is also supported as an environment
# variable.
# The mesos master URL to contact. Should be host:port for
# non-ZooKeeper based masters, otherwise a zk:// or file:// URL.
MESOS_master=192.168.122.31:5050
MESOS_EXECUTOR_REGISTRATION_TIMEOUT=10mins
MESOS_IP=192.168.122.48
# For isolated sandbox testing
#MESOS_master=127.0.0.1:5050
# For a complete listing of options execute 'mesos-slave --help'
MESOS_log_dir=/var/log/mesos
MESOS_work_dir=/var/run/mesos
MESOS_containerizers=docker,mesos
# systemd cgroup integration
MESOS_isolation='cgroups/cpu,cgroups/mem'
MESOS_cgroups_root='system.slice/mesos-slave.service'
MESOS_cgroups_hierarchy=/sys/fs/cgroup
使用以下命令以重啟該 mesos-slave 服務(wù)：
# service mesos-slave restart
打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)端口。在默認(rèn)情況下，mesos-slave 利用端口 5051 進(jìn)行通信。確保其不要被本地防火墻所屏蔽。如果大家需要使用防火墻，請(qǐng)運(yùn)行以下命令以開(kāi)啟一個(gè)面向公共區(qū)域的 TCP 端口：
# firewall-cmd --zone=public --add-port=5051/tcp -permanent
# firewall-cmd -reload
Marathon UI 可通過(guò) http://mesos_master_ip:8080 網(wǎng)站進(jìn)行訪問(wèn)。舉例來(lái)說(shuō)，如果 mesos-master 的 IP 地址為 192.168.122.31，那么 Marathon UI 鏈接則可通過(guò) http://192.168.122.31:8080 網(wǎng)站進(jìn)行訪問(wèn)。
通過(guò) Marathon 進(jìn)行應(yīng)用程序部署
相關(guān)源代碼可通過(guò) GitHub 網(wǎng)站獲取。
此源代碼當(dāng)中包含 Docker 文件以及相關(guān)設(shè)置腳本，用于在英特爾與 Power（ppc64le）系統(tǒng)之上構(gòu)建 MySQL Docker 鏡像。
在以下示例當(dāng)中，192.168.122.48 將作為運(yùn)行在 Mesos 服務(wù)器與 Marathon 之上系統(tǒng)的 IP 地址。
大家可以利用 Marathon UI 或者 REST API 直接部署一款應(yīng)用。舉例來(lái)說(shuō)，以下代碼即利用 Marathon 的 REST API 進(jìn)行應(yīng)用程序部署：
curl -X POST http://192.168.122.48:8080/v2/apps -d @mysqlcontainer.json -H "Content-type: application/json"
#cat mysqlcontainer.json
{
"id": "mysql",
"cpus": 0.5,
"mem": 64.0,
"instances": 1,
"container": {
"type": "DOCKER",
"docker": {
"image": "ppc64le/mysql",
"network": "BRIDGE",
"portMappings": [
{ "containerPort": 3306, "hostPort": 0, "servicePort": 0, "protocol": "tcp" }
]
}
},
"env": {
"MYSQL_ROOT_PASSWORD" : "password",
"MYSQL_USER" : "test",
"MYSQL_PASSWORD" : "test",
"MYSQL_DB" : "BucketList"
}
}
一個(gè)非零 hostPort 會(huì)被分配給某個(gè)隨機(jī)端口。當(dāng)然，大家也可以明確指定 hostPort 值。確保在 hostPort 中指定的各個(gè)端口包含相關(guān)資源。舉例來(lái)說(shuō)，如果需要使用 7000 到 8000 范圍的端口，同時(shí)將 31000 到 32000 設(shè)定為默認(rèn)端口范圍，則請(qǐng)使用以下選項(xiàng)：
–resources="ports(*):[7000-8000, 31000-32000]"
利用 Marathon 框架接入已部署完成的服務(wù)
本章節(jié)將探討如何利用 MySQL 服務(wù)經(jīng)由 Marathon 接入已部署完成的服務(wù)，并在示例 Web 應(yīng)用中加以使用。相關(guān)源代碼可通過(guò) GitHub 網(wǎng)站獲取。這部分示例代碼包含同時(shí)面向英特爾與 PowerPC LE（即ppc64le）架構(gòu)的 Docke r文件。
利用 Docker 鏈接接入服務(wù)
在服務(wù)部署完成之后，大家需要將其發(fā)現(xiàn)而后進(jìn)行接入，即立足于應(yīng)用程序使用接入該服務(wù)的鏈接。當(dāng)前服務(wù)的運(yùn)行可能依賴于其它服務(wù)。因此，接入容器就變得非常重要。當(dāng)使用 Marathon 接入服務(wù)時(shí)，請(qǐng)注意以下幾項(xiàng)要點(diǎn)：
Mesos/Marathon 并不具備使用 Docker 鏈接別名的方法。因此，如果大家的應(yīng)用程序配置使用到鏈接別名，則其將無(wú)法正常起效。舉例來(lái)說(shuō)，如果 Web 應(yīng)用程序依賴于一套數(shù)據(jù)庫(kù)容器且使用包含數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接前綴（例如 DB_PORT 或者 DB_TCP_ADDR 等）的環(huán)境變更，請(qǐng)確保該應(yīng)用配置不依賴于鏈接別名前綴。作為連接兩端的應(yīng)用及服務(wù)需要被部署在同一主機(jī)之上方可實(shí)現(xiàn)通信。
使用限制參數(shù)在同一節(jié)點(diǎn)之上部署各相連容器，具體如以下示例所示：
$ curl -X POST -H "Content-type: application/json" localhost:8080/v2/apps -d '{
"id": "sleep-cluster",
"cmd": "sleep 60",
"instances": 3,
"constraints": [["hostname", "CLUSTER", "a.specific.node.com"]]
}'
要使用以上代碼，首先使用 hostname 參數(shù)啟動(dòng) mesos-slave，具體如下所示：
# mesos-slave --master=zk://192.168.122.48:2181/mesos --containerizers=docker,mesos --executor_registration_timeout=10mins --ip=192.168.122.253 --hostname=Ubuntu
使用 Marathon API 啟動(dòng)相連容器
這部分設(shè)置以 OpenPOWER（即 PowerPC 架構(gòu)）為基礎(chǔ)環(huán)境。當(dāng)然，大家也可以在英特爾環(huán)境下使用同樣的指令。
將目標(biāo)容器名稱作為值指定給鏈接鍵。另外，使用限制參數(shù)以確保新容器被部署在目標(biāo)容器運(yùn)行所在的同一主機(jī)之上。
curl -X POST http://192.168.122.48:8080/v2/apps -d @flaskcontainer.json -H "Content-type: application/json"
# cat flaskcontainer.json
{
"id": "flaskappcontainer",
"cpus": 0.5,
"mem": 64.0,
"instances": 1,
"container": {
"type": "DOCKER",
"docker": {
"image": "ppc64le/flaskapp",
"network": "BRIDGE",
"portMappings": [
{ "containerPort": 80, "hostPort": 0, "servicePort": 0, "protocol": "tcp" }
],
"parameters": [
{ "key": "link", "value": "mesos-b81f9a21-3133-49de-acf6-988226eb6874-S18.5d3dcaa7-05c6-4a5b-af68-dba32b7d1835"}
]
}
},
"constraints": [
[ "hostname","CLUSTER","ubuntu" ]
]
}
使用 mesos-DNS 實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)與連接
這里的 mesos-DNS 負(fù)責(zé)創(chuàng)建指向 IP 地址的應(yīng)用，而端口編號(hào)則映射運(yùn)行在 Mesos 集群之上的各應(yīng)用程序。
Mesos-DNS 可通過(guò) GitHub 網(wǎng)站獲取。其要求配合 Go 編譯器使用，并可直接構(gòu)建于任何平臺(tái)之上。
大家可以通過(guò) GitHub 網(wǎng)站找到包含源代碼的示例配置文件。
以下為用于本次設(shè)置的示例配置文件內(nèi)容：
{
"zk": "zk://192.168.122.48:2181/mesos",
"masters": ["192.168.122.48:5050"],
"refreshSeconds": 60,
"ttl": 60,
"domain": "mesos",
"port": 53,
"resolvers": ["8.8.8.8"],
"timeout": 5,
"listener": "0.0.0.0",
"SOAMname": "ns1.mesos",
"SOARname": "root.ns1.mesos",
"SOARefresh": 60,
"SOARetry": 600,
"SOAExpire": 86400,
"SOAMinttl": 60,
"dnson": true,
"httpon": true,
"httpport": 8125,
"externalon": true,
"IPSources": ["netinfo", "mesos", "host"],
"EnforceRFC952": false
}
欲了解與 mesos-DNS 配置參數(shù)相關(guān)的更多細(xì)節(jié)信息，請(qǐng)參閱 Mesos-DNS Configuration Parameters 網(wǎng)站。
大家可以選擇在任意主機(jī)之上運(yùn)行 mesos-dns 目錄，或者通過(guò) Marathon 框架加以運(yùn)行。舉例來(lái)說(shuō)：
curl -X POST http://192.168.122.48:8080/v2/apps -d @mesos-dns.json -H "Content-type: application/json"
此為通過(guò) Marathon 啟動(dòng) mesos-dns。
curl -X POST http://192.168.122.48:8080/v2/apps -d @mesos-dns.json -H "Content-type: application/json"
此為通過(guò)Marathon啟動(dòng)mesos-dns。
# cat mesos-dns.json
{
"cmd": "/mesos-dns -config=/config.json",
"cpus": 1.0,
"mem": 1024,
"id": "mesos-dns",
"instances": 1,
}
直接在該主機(jī)上使用以下命令以運(yùn)行 mesos-dns：
# mesos-dns -v=1 -config=
利用以下格式命名該項(xiàng)服務(wù)：
..
如此一來(lái)，該 MySQL 服務(wù)的 DNS 名稱將為 mysql.marathon.mesos。
Mesos-DNS 還能夠?yàn)楦黜?xiàng)服務(wù)創(chuàng)建 DNS SRV 記錄。一條 SRV 記錄負(fù)責(zé)將一條服務(wù)名稱與一個(gè)主機(jī)名稱及一個(gè) IP 端口相關(guān)聯(lián)。 Mesos-DNS 為服務(wù)生成一條名為 _task._protocol.framework.domain 的 DNS-SRV 記錄。
在這里：
Task（即任務(wù)）代表所啟動(dòng)的應(yīng)用/服務(wù)（在本示例中為 MySQL）。Protocol（即協(xié)議）為 UDP 或者 TCP。framework（框架）為 Marathon 或者任意其它框架。Domain（域）即為集群域（在本示例中為 Mesos）。
此條 SRV 記錄可由其它 Marathon 應(yīng)用用于發(fā)現(xiàn)服務(wù)。舉例來(lái)說(shuō)，任何需要配合 MySQL 服務(wù)的應(yīng)用都能夠從 SRV 記錄當(dāng)中找到 _mysql_tcp.marathon.mesos。
# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
e227390bfb3d ppc64le/mysql "/setup.sh" 3 seconds ago Up Less than a second 0.0.0.0:31172->3306/tcp mesos-fabb6e52-064a-425a-a501-330bc772cd55-S16.85fb3e7c-b2ca-412f-ac75-1ec314bee575
# dig _mysql._tcp.marathon.mesos -t SRV
; <<>> DiG 9.9.4-RedHat-9.9.4-29.el7 <<>> _mysql._tcp.marathon.mesos -t SRV
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 2126
;; flags: qr aa rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; QUESTION SECTION:
;_mysql._tcp.marathon.mesos. IN SRV
;; ANSWER SECTION:
_mysql._tcp.marathon.mesos. 60 IN SRV 0 0 31172 mysql-4huw5-s16.marathon.slave.mesos.
;; ADDITIONAL SECTION:
mysql-4huw5-s16.marathon.slave.mesos. 60 IN A 192.168.122.48
;; Query time: 1 msec
;; SERVER: 192.168.122.48#53(192.168.122.48)
;; WHEN: Mon Feb 08 14:27:38 IST 2016
;; MSG SIZE rcvd: 147
以下為利用 dnspython 模塊查詢 SRV 記錄，從而檢索對(duì)應(yīng)主要及端口以訪問(wèn)該項(xiàng)服務(wù)的示例 Python 代碼：
import dns.resolver
a = dns.resolver.query("_mysql._tcp.marathon.mesos",dns.rdatatype.SRV)
for i in a.response.answer:
for j in i.items:
print j.target
print j.port
以下為示例設(shè)置的輸出結(jié)果：
mysql-4huw5-s16.marathon.slave.mesos.
31172
因此，可以推斷出 MySQL 服務(wù)器運(yùn)行在主機(jī)名稱為 mysql-4huw5-s16.marathon.slave.mesos 的從節(jié)點(diǎn)之上，且使用端口 31172。
類似的邏輯亦可直接結(jié)合應(yīng)用程序配置使用，或者將該數(shù)據(jù)用于設(shè)置應(yīng)用程序配置所必需的相關(guān)環(huán)境變量。舉例來(lái)說(shuō)，大家可以分別將由目標(biāo)及端口返回的值設(shè)置為 MYSQL_TCP_ADDR與MYSQL_TCP_PORT。
新聞標(biāo)題：在RHEL7.1上設(shè)置Mesos/Marathon集群
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