LINUX-防火墙

什么是防火墙

  • 防火墙是位于内部网和外部网之间的屏障,它按照系统管理员预先定义好的规则来控制数据包的进出。

分类:

  • 硬件防火墙:由厂商设计好的主机硬件,其操作系统主要以提供数据包数据的过滤机制为主,并去掉不必要的功能

  • 软件防火墙:保护系统网络安全的一套软件(或称为机制),如Netfilter(数据包过滤机制)

Netfilter(数据包过滤)

定义
  • netfilter 是一个工作在 Linux 内核的网络数据包处理框架,用于分析进入主机的网络数据包,将数据包的头部数据(硬件地址,软件地址,TCP、UDP、ICMP等)提取出来进行分析,以决定该连接为放行或拒绝的机制,主要用于分析OSI七层协议的2、3、4层。
Netfilter分析内容:
  • 拒绝让Internet的数据包进入主机的某些端口

  • 拒绝某些来源IP的数据包进入

  • 拒绝让带有某些特殊标志(flag)的数据包进入,如:带有SYN的主动连接标志

  • 分析MAC地址决定是否连接

防火墙无法完成的任务

  • 防火墙并不能杀毒或清除木马程序

  • 防火墙无法阻止来自内部LAN的攻击

iptables 与 firewalld 区别

  • netfilter数据包过滤机制是由linux内核内建的,不同的内核版本使用的设置防火墙策略的软件不一样,从红帽7系统开始firewalld服务取代了iptables服务

  • iptables 与 firewalld都不是真正的防火墙,它们都只是用来定义防火墙策略的防火墙管理工具而已,即只是一种服务,而真正使用规则干活的是内核的netfilter

  • 总之,当前Linux 系统中存在多个防火墙管理工具,旨在方便运维人员管理 Linux 系统中的防火墙策略,我们只需要配置妥当其中的一个就足够了。虽然这些工具各有优劣,但它们在防火墙策略的配置思路上是保持一致的

iptables

期的 Linux 系统中,默认使用 iptables 防火墙来管理服务和配置防火墙,虽然新型的 firewalld 防火墙管理服务已经被投入使用多年,但iptables 在当前生产环境中还继续使用 ,具有顽强的生命力

iptables执行原则

  • 防火墙会从上至下的顺序来读取配置的策略规则,在找到匹配项后就立即结束匹配工作并去执行匹配项中定义的行为(即放行或阻止)。
  • 如果在读取完所有的策略规则之后没有匹配项,就去执行默认的策略
防火墙规则
  • 通(放行、允许)

  • 堵(阻止、拒绝)

  • 当默认策略为拒绝时,就要设置允许规则,否则数据包都进不来;若默认策略为允时,就要设置拒绝规则,否则数据包都能进来,防火墙也就失去了作用

  • iptables 系统默认策略:全部默认允许(ACCEPT)

规则链

概念:

iptables 服务把用于过滤流量的策略条目称之为规则,多条规则组成一个规则链

**分析:**数据包经过iptables处理必须闯过5个控制关卡,每个关卡放置5个规则链用于检查规则和处理,每一道关卡中有多个规则,数据报文必须按顺序一个一个匹配这些规则,这些规则串起来就像一条链,所以我们把这些关卡都叫规则链

规则链分类

  • INPUT 入站链 外部流量 → 进本机 → 走这条链 别人访问你的服务器(ssh、网页、ping),走 INPUT

  • OUTPUT 出站链 本机发出去的流量 → 走这条链 你服务器访问别人(ping 外网、下载),走 OUTPUT

  • FORWARD 转发链 流量经过本机、不进本机,只是中转 本机当路由器 / 网关时用

  • PREROUTING 路由前链 流量刚进来、还没判断去哪 主要做:端口映射、NAT

  • POSTROUTING 路由后链 流量要离开本机前 主要做:SNAT 源地址转换

规则链之间的匹配顺序

原因:iptables 规则是从上往下逐条匹配,匹配到一条就直接执行,不再往下走 ,所以顺序超级重要

数据包走的顺序是固定死的: PREROUTING → INPUT/OUTPUT/FORWARD → POSTROUTING

  • 先进来处理(PREROUTING)
  • 再判断是进本机、出本机、还是路过
  • 最后出去前处理(POSTROUTING)
iptables 流量处理动作

当规则链匹配后应采用以下几种动作来处理匹配流量

  1. ACCEPT:允许流量通过
  2. REJECT:拒绝流量通过,拒绝后回复拒绝信息
  3. LOG:记录日志信息
  4. DROP:拒绝流量通过,流量丢弃不响应
  • 例:若某天您正在家里看电视,突然听到有人敲门,透过防盗门的猫眼一看是推销商品的,便会在不需要的情况下开门并拒绝他们(REJECT)。但如果您看到的是债主带了十几个小弟来讨债,此时不仅要拒绝开门,还要默不作声,伪装成自己不在家的样子(DROP)

iptables表

  • 规则链容纳了各种流量匹配规则,规则表则存储了不同功能对应的规则链,总之表里有链,链里有规则
1. filter 表(最常用,防火墙)

作用:过滤数据包,允许 / 拒绝

  • 对应链:INPUT、OUTPUT、FORWARD
2. nat 表(地址转换)

作用:改 IP / 端口,NAT、端口映射、共享上网

  • 对应链:PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT
  • 做端口映射、内网上网用它
3. mangle 表(修改数据包)

作用:修改数据包标记、TTL、优先级

  • 对应所有 5 条链
  • 高级网络策略用,日常几乎不用
4. raw 表(优先级最高)

作用:关闭连接追踪(conntrack)

  • 对应:PREROUTING、OUTPUT
  • 性能优化用,几乎不用
  • 注意:最终定义的防火墙规则链,都会添加到这四张表中的其中一张表中,如图:

安装iptables

预处理
  • RHEL(Centos)9中默认使用的是firewalld,且与iptables之间有冲突,如果需要使用 iptables 需要先停止firewalld再进行安装:
规则链存储文件
  • 规则链存储文件,存的就是你 iptables 所有防火墙规则、链、默认策略,防止重启后丢失。

    [root@server ~]# vim /etc/sysconfig/iptables

    Generated by iptables-save v1.8.7 on Wed Nov 15 13:01:36 2023

    *filter
    :INPUT ACCEPT [0:0]
    :FORWARD ACCEPT [0:0]
    :OUTPUT ACCEPT [15:2100]
    -A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
    -A INPUT -p icmp -j ACCEPT
    -A INPUT -i lo -j ACCEPT
    -A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 22 -j ACCEPT
    -A INPUT -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
    -A FORWARD -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
    COMMIT

    Completed on Wed Nov 15 13:01:36 2023

  • 前1行为注释:

  • filter表的规则链

iptables 命令

原则
  • iptables 命令根据流量的源地址、目的地址、传输协议、服务类型等信息进行匹配,若匹配成,则iptables 会根据策略规则所预设的动作来处理这些流量,由于策略规则的匹配顺序是从上至下,则要把较为严格、优先级较高的策略规则放到前面,以免发生错误
格式:
  • 简化

    iptables [-t 表名] 选项 [链名] [条件] [-j 控制动作]

  1. -t 表名\] ------ 选哪张表(4 种)

plaintext

复制代码
filter   防火墙过滤(默认)
nat      地址转换
mangle   修改数据包
raw      追踪关闭

  1. 选项 ------ 增删改查规则(最常用)

plaintext

复制代码
-A   追加规则(最后加一条)
-I   插入规则(最前面加)
-D   删除规则
-F   清空所有规则
-P   设置默认策略
-L   查看规则
-n   不解析域名(快)
-v   显示详细信息

  1. 链名\] ------ 5 条链

    INPUT 入站
    OUTPUT 出站
    FORWARD 转发
    PREROUTING 路由前
    POSTROUTING 路由后


  1. 条件\] ------ 匹配什么流量

plaintext

复制代码
-p tcp
-p udp
-p icmp
-p all

② 源 IP / 目标 IP

plaintext

复制代码
-s 192.168.1.0/24    来源IP
-d 192.168.1.100    目标IP

③ 端口

plaintext

复制代码
--sport 80    源端口
--dport 80    目标端口

④ 网卡

plaintext

复制代码
-i eth0   入站网卡
-o eth0   出站网卡

⑤ 连接状态

plaintext

复制代码
-m state --state NEW,ESTABLISHED,RELATED

  1. -j 控制动作\] ------ 匹配后干什么

    ACCEPT 允许
    DROP 丢弃(不回应)
    REJECT 拒绝(返回错误)
    SNAT 源地址转换
    DNAT 目标地址转换
    MASQUERADE 动态SNAT

  • 详细

    iptables -t 表名 <-A/I/D/R> 规则链名 [规则号] <-i/o 网卡名> -p 协议名 <-s 源IP/源子网> --sport 源端口 <-d 目标IP/目标子网> --dport 目标端口 -j 控制动作

参数
参数 作用
-t 对指定的表进行操作,table必须是raw,nat,filter,mangle中的一个,默认是filter
-p 指定要匹配的数据包协议类型
-s 匹配源地址IP/MASK,若有!表示取反
-d 匹配目的地址IP/MASK
-i 网卡名 匹配从这块网卡流入的数据
-o 网卡名 匹配从这块网卡流出的数据
-L 列出规则链上的所有规则,如果没有指定链,列出表上所有链的所有规则
-A 在规则链的末尾加入新规则
-I num 在规则链的头部加入新规则
-D num 删除指定规则
-R num 替换/修改第几条规则
-P 设置默认策略,
-F 清空所有规则(F:flush是"冲洗、冲掉"的意思)
-N 创建新规则链
-X 删除指定规则链,这个链必须没有被其它任何规则引用,而且这条链上必须没有任何规则。如果没有指定链名,则会删除该表中所有非内置的链
-E 用指定的新名字去重命名指定的链
-Z 把指定链,或者表中的所有链上的所有计数器清零
-j 满足某条件时该执行什么样的动作
-h 显示帮助信息

示例:

  • 查看已有防火墙规则链

num:规则的编号(行号)

pkts:数据包的数量

bytes:数据包的字节数

target:动作(放行、拒绝)

port:端口

in:入站的网卡

out:出站网卡

  • 清空规则

    [root@server ~]# iptables -F # 清空规则
    [root@server ~]# iptables -nL # 查看规则链
    [root@server ~]# systemctl restart iptables
    [root@server ~]# iptables -nL # 由于未保存,则恢复原状

    [root@server ~]# iptables -F # 再次尝试清空规则链
    [root@server ~]# service iptables save # 保存服务状态
    iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables: [ OK ]
    [root@server ~]# systemctl restart iptables # 重启服务
    [root@server ~]# iptables -nL # 查看

实验

  • 例1:搭建web服务器,设置任何人都能通过80端口访问http

    [root@server ~]# mkdir -p /www/OPENLAB
    [root@server ~]# echo "hello world" > /www/openlab/index.html
    [root@server ~]# yum install nginx -y
    [root@server ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
    root /www/web;
    [root@server ~]# systemctl start nginx

    [root@server ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
    [root@server ~]# service iptables save
    iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables: [ OK ]
    [root@server ~]# systemctl restart iptables
    [root@server ~]# iptables -nL
    Chain INPUT (policy ACCEPT)
    target prot opt source destination
    ACCEPT tcp -- 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 tcp dpt:80

  • 例2:禁止所有人使用ssh进行远程登录

    [root@server ~]# iptables -F # 清空
    [root@server ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j REJECT

    此时ssh已断开连接,可以尝试新的连接

恢复ssh连接

复制代码
[root@server ~]# iptables  -D INPUT 1  # 删除INPUT链中第1条规则,恢复ssh
[root@server ~]# iptables  -nL
复制代码
[root@server ~]# service iptables save  # 保存服务
iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables: [  OK  ]
[root@server ~]# systemctl  restart  iptables  # 重启服务
  • 例3:禁止某主机(192.168.48.131) ssh远程登录,允许访问web服务

    [root@server ~]# iptables -F
    [root@server ~]# iptables -I INPUT -p tcp -s 192.168.48.131 --dport 22 -j REJECT # -I 表示在已存在的记录之前插入一条新纪录

    [root@server ~]# iptables -I INPUT -p tcp -s 192.168.48.131 --dport 80 -j ACCEPT

    [root@server ~]# iptables -nL
    Chain INPUT (policy ACCEPT)
    target prot opt source destination
    ACCEPT tcp -- 192.168.48.131 0.0.0.0/0 tcp dpt:80
    REJECT tcp -- 192.168.48.131 0.0.0.0/0 tcp dpt:22 reject-with icmp-port-unreachable

    [root@server ~]# service iptables save
    iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables: [ OK ]
    [root@server ~]# systemctl restart iptables

firewalld

概述

概念
  • firewalld(Dynamic Firewall Manager of Linux systems,Linux 系统的动态防火墙管理器)服务是默认的防火墙配置管理工具,从RHEL 7开始,用firewalld服务替代了iptables服务

  • RHEL 9采用firewalld管理netfilter子系统,默认情况,firewalld则是交由内核层面的nftables包过滤框架来处理

firewalld特点
  • firewalld可以动态修改单条规则,不需要像iptables那样,修改规则后必须全部刷新才可生效

  • firewalld默认动作是拒绝,则每个服务都需要去设置才能放行,而iptables里默认是每个服务是允许,需要拒绝的才去限制

  • iptables防火墙类型为静态防火墙firewalld 防火墙类型为动态防火墙

  • firewalld和iptables一样自身并不具备防火墙功能,它们的作用都是用于维护规则,而真正使用规则干活的是内核防火墙模块

  • firewalld 加入了区域(zone)概念

区域 zone

作用
  • firewalld防火墙为了简化管理,将所有网络流量分为多个区域(zone),然后根据数据包的源IP地址或传入的网络接口等条件将流量传入相应区域,每个区域都定义了自己打开或者关闭的端口和服务列表

  • 区域:zone本质为firewalld 预先准备了几套防火墙策略集合(策略模板),用户可以根据生产场景的不同而选择合适的策略集合,从而实现防火墙策略之间的快速切换

分析
  • firewalld的一个zone就是一个可信等级,一个等级对应一套过滤规则(规则集合)

  • 数据包必须要经过某个zone才能入站或出站

  • 每个zone都有一个处理行为(default、ACCEPT、REJECT、DROP)

  • firewalld的zone根据信任级别分成9个默认zone:

区域 默认策略规则
trusted(信任区域) 允许所有的传入流量
home (家庭区域) 允许与SSH、MDNS(多播DNS)、IPP客户端、samba-客户端、DHCPv6客户端、cockpit(服务器管理工具)服务匹配的流量传入,其余拒绝
internal (内部区域) 默认值时与homel区域相同
work(工作区域) 允许 与SSH、DHCPv6客户端、cockpit服务匹配的流量传入,其余拒绝、
public (公共区域) 允许与SSH或DHCPv6客户端、cockpit服务匹配的流量传入,其余拒绝 (是默认区域)
external(外部区域) 允许与SSH服务匹配的流量传入,其余拒绝
dmz (隔离区域) 也称为非军事区域,内外网络之间增加的一层网络,起到缓冲作用,允许与SSH服务匹配的流量传入,其余拒绝
block (阻塞区域) 拒绝所有传入流量,返回icmp-host-prohibited消息
drop (丢去区域) 丢弃所有传入流量,且没有任何回复,类似DROP

firewalld的配置文件有两个主要的目录/usr/lib/firewalld/zones(系统配置文件,尽量不要修改)和/etc/firewalld/zones(用户配置文件,可以自行修改),每个zone单独对应一个xml配置文件,文件名为<zone名称>.xml

复制代码
[root@master www]# cd /usr/lib/firewalld/zones
[root@master zones]# ls
block.xml  drop.xml      home.xml      public.xml   work.xml
dmz.xml    external.xml  internal.xml  trusted.xml
[root@master zones]# cd /etc/firewalld/zones
[root@master zones]# ls
public.xml  public.xml.old
[root@master zones]# 
  • IP地址添加到trusted区域,把不可信任的IP地址添加到block区域,把要公开的网络服务添加到public区域,所以常用区域为:trusted、block、public
zone文件中的过滤规则
  • 过滤规则优先级:

    • source(最高)

    • interface(次之)

    • 默认zone(最低)

  • 规则:

规则 作用
scource 源IP地址过滤(常用)
interface 网卡过滤
service 服务名(实际是关联端口)过滤
port 端口过滤
icmp-block ICMP报文过滤
masquerade IP地址伪装
forward-port 端口转发过滤
rule 自定义规则

firewall-cmd命令行工具

firewalld命令生效模式
  • runtime模式:运行时模式,立即生效,重启失效

  • permanent模式:永久模式,重启生效

管理命令
复制代码
[root@server ~]# systemctl stop firewalld
[root@server ~]# systemctl disable firewalld
[root@server ~]# systemctl start firewalld
[root@server ~]# systemctl enable firewalld
[root@server ~]# systemctl status firewalld
设置命令:firewall-cmd 参数
参数 作用
--get-default-zone 查询默认的区域名称
--set-default-zone=<区域名称> 设置默认的区域,使其永久生效
--get-zones 显示可用的区域
--get-services 显示预先定义的服务
--get-active-zones 显示当前正在使用的区域与网卡名称
--add-source= 将源自此 IP 或子网的流量导向指定的区域
--remove-source= 不再将源自此 IP 或子网的流量导向某个指定区域
--add-interface=<网卡名称> 将源自该网卡的所有流量都导向某个指定区域
--change-interface=<网卡名称> 将某个网卡与区域进行关联
--list-all 显示当前区域的网卡配置参数、资源、端口以及服务等信息
--list-all-zones 显示所有区域的网卡配置参数、资源、端口以及服务等信息
--add-service=<服务名> 设置默认区域允许该服务的流量
--add-port=<端口号/协议> 设置默认区域允许该端口的流量
--remove-service=<服务名> 设置默认区域不再允许该服务的流量
--remove-port=<端口号/协议> 设置默认区域不再允许该端口的流量
  • 例1:基本命令
bash 复制代码
[root@server ~]# firewall-cmd --version  # 查看版本

[root@server ~]# firewall-cmd --help     # 查看帮助信息

[root@server ~]# firewall-cmd  --state   # 显示状态

[root@server ~]# firewall-cmd  --get-services  # 查看防火墙管理的服务

[root@server ~]# firewall-cmd  --list-all  # 查看区域中的规则

[root@server ~]# firewall-cmd  --panic-on   # 启用紧急模式

[root@server ~]# firewall-cmd  --panic-off  # 关闭紧急模式
  • 例2:设置当前zone

查看所有支持的区域

复制代码
[root@master zones]# firewall-cmd --get-zones
block dmz drop external home internal public trusted work

查看当前默认区域

bash 复制代码
[root@master ~]# firewall-cmd --get-default-zone
public

设置当前默认区域为trust(信任)区域

bash 复制代码
[root@master ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
success
[root@master ~]# firewall-cmd --get-default-zone
trusted
[root@master ~]# 

设置当前默认区域为public区域

bash 复制代码
[root@master ~]# firewall-cmd --set-default-zone=public
success
[root@master ~]# firewall-cmd --get-default-zone
public
[root@master ~]# 
  • 例3.firewalld区域中添加http服务,使其为放行状态
bash 复制代码
[root@server ~]# yum install nginx -y
[root@server ~]# systemctl start nginx
#在浏览器测试输入主机ip ,显示被拒绝
[root@server ~]# firewall-cmd --get-default-zone 
[root@server ~]# firewall-cmd --list-all  # 查看当前区域中开方的服务


#没有http服务,为其添加http服务
[root@server ~]# firewall-cmd --permanent  --zone=public  --add-service=http 
success

[root@server ~]# firewall-cmd --permanent  --zone=public  --add-port=80/tcp
success
[root@server ~]# firewall-cmd --reload 
success
[root@server ~]# firewall-cmd --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources: 
  services: cockpit dhcpv6-client http ssh
  ports: 80/tcp
  protocols: 
  forward: yes
  masquerade: no
  forward-ports: 
  source-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules:


#浏览器测试通过
  • 放行服务格式

firewall-cmd --permanent --zone=public --add-service=服务名

  • 放行端口格式:

firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=端口号/传输协议

  • 例4:某些服务需要编辑zone文件才能添加服务,添加nginx服务
bash 复制代码
[root@server ~]# firewall-cmd   --get-services   # 查看所有区域支持的服务

[root@server ~]# yum  install  nginx  -y  # 安装nginx

[root@master mysql]# firewall-cmd --add-service=nginx --permanent
Error: INVALID_SERVICE: 'nginx' not among existing services # 报错,需要编辑区域文件

编辑服务配置文件,添加:

bash 复制代码
<service>
        <short>Nginx</short>
        <description>nginx</description>
        <port protocol="tcp"  port="80"/>
        <port protocol="tcp"  port="443"/>
</service>

再次添加服务:

bash 复制代码
firewall-cmd --add-service=nginx --permanent

重置

bash 复制代码
firewall-cmd --reload
  • 例5:添加http及80端口的改写(启动node1主机测试)
cpp 复制代码
[root@master services]# firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule family="ipv4"  source  address="192.168.88.134/24"  port  protocol="tcp"  port="80"   accept'
success

[root@master services]# firewall-cmd  --reload
success
[root@master services]# firewall-cmd  --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources:
  services: dhcpv6-client http mdns nginx ssh
  ports: 80/tcp
  protocols:
  forward: yes
  masquerade: no
  forward-ports:
  source-ports:
  icmp-blocks:
  rich rules:
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.134/24" port port="80" protocol="tcp" accept
  • 例6:拒绝node1进行ssh远程登录
cpp 复制代码
[root@master services]# firewall-cmd  --permanent  --add-rich-rule='rule family="ipv4"  source  address="192.168.88.134/24"  port  protocol="tcp"  port="22"  reject'
success
[root@master services]# firewall-cmd  --reload
success
[root@master services]#
[root@master services]# firewall-cmd  --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources:
  services: dhcpv6-client http mdns nginx ssh
  ports: 80/tcp
  protocols:
  forward: yes
  masquerade: no
  forward-ports:
  source-ports:
  icmp-blocks:
  rich rules:
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.134/24" port port="80" protocol="tcp" accept
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.134/24" port port="22" protocol="tcp" reject
  • 例7:禁止192.168.88.131网段的地址进行ping
cpp 复制代码
#写入firewall的富规则
firewall-cmd --permentant --add-rich-rule='rule family="ipv4" source address="192.168.88.131" protocol value="icmp" reject'

#重载
[root@master ~]# firewall-cmd --reload

#查看规则的写入
[root@master ~]# firewall-cmd --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources: 
  services: dhcpv6-client mdns nginx ssh
  ports: 
  protocols: 
  forward: yes
  masquerade: no
  forward-ports: 
  source-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules: 
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.131/24" port port="80" protocol="tcp" accept
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.131" protocol value="icmp" reject
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.131/24" port port="22" protocol="tcp" reject

测试:在192.168.88.131这台主机ping测,显示目标端口不可达

注意:恢复客户端ping,不能在服务端添加一条放行富规则,应为禁止的富规则还在,ping还是无法通信,如:

cpp 复制代码
[root@master ~]# firewall-cmd --permanent --remove-rich-rule='rule family="ipv4" source address="192.168.88.131" protocol value="icmp" reject'
success
[root@master ~]# firewall-cmd --reload
success
[root@master ~]# firewall-cmd --list-all
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