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HTTP/2

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목차

1. 개요

HTTP/2는 클라이언트와 서버 간의 HTTP 통신을 개선하기 위해 개발된 프로토콜로, HTTP/1.1과의 호환성을 유지하면서 웹 페이지 로드 속도 향상 및 지연 시간 감소를 목표로 한다. 주요 특징으로는 HTTP 헤더 압축, 서버 푸시 기술, 요청 파이프라인 처리, 다중화 등을 통해 성능을 개선했으며, SPDY를 기반으로 개발되어 구글이 주도하고 주요 웹 브라우저에서 지원한다. HTTP/2는 HTTP/1.1의 트랜잭션 시맨틱스와 하위 호환성을 유지하면서 비동기 연결의 다중화, 헤더 압축, HTTP 파이프라인을 실현한다. 하지만, 암호화, TCP HOL 블로킹 문제, 개발 과정 등에 대한 비판도 존재하며, 현재 주요 웹 브라우저 및 다양한 웹 서버, CDN 서비스에서 지원되고 있다.

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HTTP/2
기본 정보
HTTP/2 로고
HTTP/2 로고
개발자IETF
발표일2015년 5월 14일
이전 버전SPDY
이후 버전HTTP/3
OSI 모델 계층응용 계층
개요
기반SPDY
영향HTTP/3

2. 목표


  • 클라이언트와 서버가 HTTP 1.1, 2.0 혹은 다른 비 HTTP 프로토콜 사용을 협상할 수 있는 메커니즘을 구현한다.
  • 메서드, 상태 코드, URI 및 대부분의 헤더 필드와 같이 HTTP/1.1과의 높은 수준의 호환성을 유지한다.
  • 웹 브라우저의 페이지 로드 속도를 개선하기 위해 다음과 같은 방법들을 이용하여 지연 시간을 감소시킨다.
  • * HTTP 헤더 데이터 압축
  • * HTTP/2 서버 푸시
  • * 요청을 HTTP 파이프라인으로 처리
  • * HTTP 1.x의 HOL blocking 문제 해결
  • * TCP 연결 하나로 여러 요청을 다중화 처리
  • 데스크톱 브라우저, 모바일 웹 브라우저, 웹 API, 웹 서버, 프록시 서버, 리버스 프록시 서버, 방화벽, 콘텐츠 전송 네트워크 등 자주 쓰이는 것들을 지원한다.[12]
  • HTTP/2는 HTTP/1.1의 트랜잭션 시맨틱스와의 완전한 하위 호환성을 유지하면서 비동기적인 연결의 다중화, 헤더 데이터 압축, 요청과 응답의 HTTP 파이프라인을 실현하는 것을 목표로 한다. 이는 구글(Google)에 의해 시작되었고[98], 모든 주요 웹 브라우저가 지원하는 HTTP 호환 프로토콜 SPDY의 인기가 높아짐에 따라 개발되었다.[99]

3. HTTP/1.1과의 차이점

HTTP/2는 메서드, 상태 코드, 헤더 필드, URI와 같은 HTTP/1.1의 모든 상위 수준 의미를 동일하게 유지한다. 하지만 데이터가 클라이언트와 서버 간에 프레이밍되고 전송되는 방식은 다르다.[13]

HTTP/2는 다음과 같은 기술을 통해 기존보다 더 빠른 통신을 실현한다.


  • HTTP 헤더 압축: HPACK을 사용하여 압축하고,[100] 두 번째 이후의 통신은 차분만 전송한다.
  • 서버 푸시: 클라이언트가 요청한 것보다 더 많은 쿼리에 대한 데이터로 응답할 수 있다. 이를 통해 서버는 웹 브라우저가 웹 페이지를 렌더링하는 데 필요하다는 것을 알고 있는 데이터를 브라우저가 첫 번째 응답을 검사할 때까지 기다리지 않고 추가 요청 주기의 오버헤드 없이 제공할 수 있다.[14]
  • HTTP 파이프라인
  • HoL(Head-of-Line) 블로킹 문제 (HTTP/1.1에서 발생했었다)의 해소.
  • 하나의 TCP 연결로 여러 요청을 다중화 처리.


HTTP/2는 자체적이고 더 효율적인 데이터 스트리밍 메커니즘을 제공하므로 HTTP/1.1의 청크 전송 인코딩 메커니즘은 더 이상 지원하지 않는다.[17]

4. 역사

HTTP/2는 W3C의 HTTP-NG 워킹 그룹에서 조사되었던 프로토콜 아키텍처를 기반으로 한다. HTTP-NG 프로젝트는 1998년에 중단되었다.[116]

4. 1. SPDY의 등장과 HTTP/2 개발

SPDY(스피디)는 구글이 주도한 연구 프로젝트에서 개발한 HTTP 대체 프로토콜이었다.[18] SPDY는 주로 지연 시간을 줄이는 데 초점을 맞췄으며, 동일한 TCP 파이프를 사용했지만 이를 위해 다른 프로토콜을 사용했다. SPDY는 HTTP/1.1에 "FIFO 제한 없는 진정한 요청 파이프라인, 클라이언트 및 서버 개발을 단순화하는 메시지 프레이밍 메커니즘, 필수 압축 (헤더 포함), 우선 순위 스케줄링, 양방향 통신" 등의 변경 사항을 적용했다.[19]

HTTP 워킹 그룹은 구글의 SPDY 프로토콜, 마이크로소프트의 HTTP Speed+Mobility 제안 (SPDY 기반),[18] Network-Friendly HTTP Upgrade를 고려했다.[20] 2012년 7월, 페이스북은 각 제안에 대한 피드백을 제공하고 HTTP/2를 SPDY 기반으로 할 것을 권장했다.[21] 2012년 11월, SPDY를 기반으로 한 HTTP/2의 첫 번째 초안이 발표되었다.[22]

HTTP/1.1과 SPDY의 가장 큰 차이점은 SPDY에서 각 사용자 작업에 "스트림 ID"가 부여된다는 점인데, 이는 사용자를 서버에 연결하는 단일 TCP 채널이 있음을 의미한다. SPDY는 요청을 제어 또는 데이터로 분할하여 "두 가지 유형의 프레임을 가진 파싱하기 쉬운 바이너리 프로토콜"을 사용했다.[19][23] SPDY는 HTTP보다 11%에서 47%까지 새로운 페이지 로드 속도 향상을 보여주었다.[24]

HTTP/2는 SPDY를 출발점으로 사용했다. 주목할 만한 차이점은 HTTP/2가 SPDY의 동적 스트림 기반 압축 대신 고정된 허프만 부호 기반 헤더 압축 알고리즘을 사용한다는 것이다. 이는 CRIME 공격과 같은 프로토콜에 대한 압축 오라클 공격의 가능성을 줄이는 데 도움이 된다.[23]

2015년 2월 9일, 구글은 HTTP/2 지원을 위해 크롬에서 SPDY 지원을 제거할 계획이라고 발표했다.[25] 이는 크롬 51부터 적용되었다.[26][27]

4. 2. 개발 이정표

날짜이정표
2007년 12월 20일[28][29]최초 HTTP/1.1 개정 인터넷 초안
2008년 1월 23일[30]최초 HTTP 보안 속성 인터넷 초안
2012년 초[31]HTTP 2.0 제안 요청
2012년 10월 14일 – 11월 25일[32][33]HTTP/1.1 개정을 위한 작업 그룹 최종 검토
2012년 11월 28일[34][35]draft-mbelshe-httpbis-spdy-00을 기반으로 한 HTTP/2.0의 첫 번째 WG 초안
2013년 9월[36][37]제안된 표준으로 고려하기 위해 HTTP/1.1 개정을 IESG에 제출
2014년 2월 12일[38]IESG가 제안된 표준으로 게시하기 위해 HTTP/1.1 개정 승인
2014년 6월 6일[28][39]HTTP/1.1 개정 게시
2014년 8월 1일 – 2014년 9월 1일[6][40]HTTP/2에 대한 작업 그룹 최종 검토
2014년 12월 16일[5]제안된 표준으로 고려하기 위해 HTTP/2를 IESG에 제출
2014년 12월 31일 – 2015년 1월 14일[41]IETF HTTP/2에 대한 최종 검토
2015년 1월 22일[42]제안된 표준으로 HTTP/2를 검토하기 위한 IESG 텔레챗
2015년 2월 17일[43]IESG가 제안된 표준으로 게시하기 위해 HTTP/2 승인
2015년 5월 14일[44]HTTP/2 게시
2020년 2월TLS 1.3을 사용한 HTTP/2
2022년 6월추가 개선
2024년 4월CONTINUATION 프레임 관련 DOS 문제점 https://kb.cert.org/vuls/id/421644



httpbis 워킹 그룹은 구글의 SPDY 프로토콜, (SPDY를 기반으로 한) 마이크로소프트의 HTTP Speed+Mobility[98], Network-Friendly HTTP Upgrade를 검토했다[113]. 2012년 7월에 페이스북은 각 제안에 피드백을 제공했으며, HTTP/2는 SPDY를 기반으로 하는 것을 권장했다[114]. SPDY를 그대로 복사한 것을 기반으로 한 HTTP/2의 첫 번째 초안이 2012년 11월에 발행되었다[115].

5. 암호화

HTTP/2는 HTTP URI (h2c로 축약됨, TLS 암호화 없음)와 HTTPS URI (h2로 축약됨, TLS 1.2 이상이 요구되는 ALPN 확장[45]을 사용하는 TLS를 통해) 모두에 대해 정의된다.

표준 자체는 암호화 사용을 요구하지 않지만,[46] 파이어폭스, 크롬, 사파리, 오페라, IE, 엣지 등 모든 주요 클라이언트 구현은 TLS를 통한 HTTP/2만 지원할 것이라고 밝혔으며, 이는 암호화를 사실상 필수 사항으로 만든다.[48]

6. 비판

프리BSD와 바니시 개발자 폴-헤닝 캄프는 HTTP/2 표준이 너무 짧은 일정으로 준비되었고, SPDY 프로토콜 외에 다른 기반이 없어 개선 기회를 놓쳤다고 비판했다.[50] 그는 프로토콜 자체가 일관성이 없고 불필요하며 복잡하고, 프로토콜 계층화 원칙을 위반한다고 주장했다. 예를 들어 전송 계층(TCP)에 속해야 할 흐름 제어를 중복하는 것을 문제점으로 지적했다.[50] 또한, HTTP 쿠키를 제거하여 호환성을 깨는 변경을 도입했어야 했다고 제안했다.[50]

초기에 일부 구성원들은 프로토콜에 암호화를 의무화하려 했으나, 이는 비판에 직면했다.[49] 암호화는 상당한 컴퓨팅 비용을 발생시키며, 많은 HTTP 애플리케이션이 암호화를 필요로 하지 않아 추가 자원을 사용하고 싶어하지 않는다는 주장이 있었다. 반면 암호화 지지자들은 암호화 오버헤드가 실제로는 미미하다고 반박했다.[49] 폴-헤닝 캄프는 구글의 SPDY 프로토타입을 HTTP/2로 서둘러 표준화한 것에 대해 정치적 고려 사항이 작용했다며 IETF를 비판했다.[50][51][52]

시스코의 한 직원은 2013년에 현재의 인증서 모델이 라우터와 같은 소형 장치와 호환되지 않는다고 언급했다. 이는 현재 모델이 매년 등록하고 수수료를 지불해야 하기 때문이다.[53] 결국 의무적인 암호화에 대한 합의는 이루어지지 못했지만,[46] 대부분의 클라이언트 구현이 암호화를 요구하여 사실상 필수 사항이 되었다.

HTTP/2는 기회적 암호화를 지원하지 않아 수동적 감시에 대한 조치를 취하지 않았다는 비판도 받았다. 이는 SMTP와 같은 다른 인터넷 프로토콜에서 오랫동안 사용되어 온 STARTTLS 메커니즘과 유사하다. 비평가들은 HTTP/2 제안이 IETF 자체의 "만연한 감시는 공격이다"라는 원칙을 위반한다고 주장했다.[54] RFC7258/BCP188은 수동적 감시를 공격으로 간주하고, IETF에서 설계한 프로토콜은 수동적 감시로부터 보호해야 한다고 명시하고 있다. HTTP/2의 기회적 암호화에 대한 여러 명세서가 제공되었으며,[55][56][57] 이 중 draft-nottingham-http2-encryption이 실무 그룹의 공식 작업 항목으로 채택되어, 2017년 5월에 RFC 8164가 발행되었다.

HTTP/2는 여러 개의 동시 HTTP 트랜잭션을 허용하여 HTTP 트랜잭션 수준의 회선 선두 막힘 문제를 해결하지만, 단일 TCP 연결을 통해 다중화되므로 TCP 스트림의 패킷 수준 회선 선두 막힘은 해당 연결을 통해 액세스되는 모든 트랜잭션을 동시에 차단한다.[58][59] 이는 현재 설계 결함으로 널리 간주되며, QUIC 및 HTTP/3는 이 문제를 해결하는 데 초점을 맞추고 있다.[58][59]

6. 1. 개발 과정

프리BSD와 바니시 개발자인 폴-헤닝 캄프는 이 표준이 비현실적으로 짧은 일정으로 준비되어 새로운 HTTP/2가 SPDY 프로토콜 외에는 다른 기반이 없었고 개선의 기회를 놓쳤다고 주장한다.[50] 캄프는 프로토콜 자체가 일관성이 없고 불필요하며 압도적인 복잡성을 가지고 있다고 비판하며, 프로토콜 계층화 원칙을 위반한다고 주장한다. 예를 들어 전송 계층(TCP)에 속하는 흐름 제어를 중복하는 것이 그 예시이다.[50] 그는 또한 새로운 프로토콜이 HTTP 쿠키를 제거하여 호환성이 깨지는 변경을 도입했어야 한다고 제안했다.[50]

6. 2. 암호화

초기에, 실무 그룹의 일부 구성원들은 프로토콜에 암호화 요구 사항을 도입하려고 시도했으나, 이는 비판에 직면했다.[49]

비평가들은 암호화가 무시할 수 없는 컴퓨팅 비용을 발생시키며, 많은 HTTP 애플리케이션이 실제로 암호화를 필요로 하지 않고, 해당 제공업체는 이에 추가적인 자원을 사용하고 싶어하지 않는다고 주장했다. 암호화 지지자들은 이러한 암호화 오버헤드가 실제로는 무시할 수 있다고 말했다.[49] 폴-헤닝 캄프는 구글의 SPDY 프로토타입을 HTTP/2로 서둘러 표준화한 것에 대해 정치적 고려 사항이 작용했다며 IETF를 비판했다.[50][51][52] 기존 인증서 프레임워크 내에서 의무적인 암호화 어젠다에 대한 비판은 새로운 것이 아니며, 오픈 소스 커뮤니티 구성원만의 주장도 아니다. 시스코의 한 직원은 2013년에 현재의 인증서 모델이 라우터와 같은 소형 장치와 호환되지 않는다고 언급했는데, 이는 현재 모델이 매년 등록하고 사소하지 않은 수수료를 지불해야 할 뿐만 아니라, 매년 반복되어야 하기 때문이다.[53] 결국 실무 그룹은 의무적인 암호화에 대한 합의에 도달하지 못했지만,[46] 대부분의 클라이언트 구현이 이를 요구하여 암호화가 사실상 요구 사항이 되었다.

HTTP/2 프로토콜은 또한 기회적 암호화를 지원하지 않는다는 비판에 직면했는데, 이는 수동적 감시에 대한 조치로, SMTP와 같은 다른 인터넷 프로토콜에서 오랫동안 사용되어 온 STARTTLS 메커니즘과 유사하다. 비평가들은 HTTP/2 제안이 IETF 자체의 "만연한 감시는 공격이다"를 위반한다고 주장했는데, 이는 또한 현재 최상의 실무 188의 지위를 가지고 있다.[54] RFC7258/BCP188은 수동적 감시를 공격으로 간주하고, IETF에서 설계한 프로토콜은 수동적 감시로부터 보호하기 위한 조치를 취해야 한다(예: 기회적 암호화 사용). HTTP/2의 기회적 암호화에 대한 여러 명세서가 제공되었으며,[55][56][57] 이 중 draft-nottingham-http2-encryption이 실무 그룹의 공식 작업 항목으로 채택되어, 2017년 5월에 RFC 8164가 발행되었다.

6. 3. TCP HOL 블로킹

HTTP/2는 여러 개의 동시 HTTP 트랜잭션을 허용함으로써 HTTP 트랜잭션 수준의 회선 선두 막힘 문제를 효과적으로 해결하지만, 모든 트랜잭션은 단일 TCP 연결을 통해 다중화되므로 TCP 스트림의 패킷 수준 회선 선두 막힘은 해당 연결을 통해 액세스되는 모든 트랜잭션을 동시에 차단한다.[58][59] 이러한 HTTP/2의 회선 선두 막힘은 현재 설계 결함으로 널리 간주되며, QUIC 및 HTTP/3는 이 문제를 해결하는 데 초점을 맞추고 있다.[58][59]

7. 지원 현황

HTTP/2를 지원하는 웹 서버와 CDN은 다음과 같다.

구분목록
웹 서버
CDN


7. 1. 브라우저 지원

다음 웹 브라우저가 HTTP/2를 지원한다. 단, 모두 HTTP/2 over TLS만 지원한다.[101][102][103][104]

7. 2. 서버 측 지원

아파치 httpd 2.4.17[61], nginx 1.9.5[80], 마이크로소프트 IIS (윈도우 서버 2016, 윈도 10, Windows Server 2019에서 지원)[77], H2O[72], LiteSpeed 웹 서버 5.0[76] 등 다양한 웹 서버 소프트웨어가 HTTP/2를 지원한다.

주요 CDN 서비스인 아카마이, AWS CloudFront[92], 클라우드플레어[90], 패스트리[93] 등도 HTTP/2를 지원한다.

한국의 주요 호스팅 업체 및 클라우드 서비스 제공 업체들도 HTTP/2를 지원하고 있다. (이 부분은 사실 확인 후 추가 필요)

7. 3. 구현체

다양한 HTTP/2 구현체 목록은 GitHub HTTP/2 위키에서 확인할 수 있다.

참조

[1] 웹사이트 HTTP/2 finished, coming to browsers within weeks https://arstechnica.[...] 2015-02-18
[2] 뉴스 HTTP-over-QUIC to be renamed HTTP/3 https://www.zdnet.co[...] 2018-11-19
[3] 뉴스 Hypertext Transfer Protocol version 2: draft-ietf-httpbis-http2-16 https://tools.ietf.o[...] HTTPbis Working Group 2015-02-11
[4] 웹사이트 IETF HTTP Working Group https://httpwg.org/ 2019-12-15
[5] 웹사이트 History for draft-ietf-httpbis-http2-16 https://datatracker.[...] IETF 2015-01-03
[6] 웹사이트 Wait for it – HTTP/2 begins Working Group Last Call! https://msopentech.c[...] Microsoft Open Technologies 2018-10-17
[7] 웹사이트 RFC 7540 - Hypertext Transfer Protocol Version 2 (HTTP/2) https://tools.ietf.o[...] IETF 2015-05-14
[8] 웹사이트 "HTTP/2" {{!}} Can I use... Support tables for HTML5, CSS3, etc https://caniuse.com/[...] 2023-04-03
[9] 웹사이트 Usage of HTTP/2 for websites https://w3techs.com/[...] W3Techs 2023-07-10
[10] 간행물 Hypertext Transfer Protocol Version 3 (HTTP/3) https://tools.ietf.o[...] 2019-07-31
[11] 웹사이트 Cloudflare, Google Chrome, and Firefox add HTTP/3 support https://www.zdnet.co[...] 2019-09-27
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[14] 웹사이트 Apiux http://apiux.com/201[...] 2014-03-19
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[18] 웹사이트 S&M vs. SPDY: Microsoft and Google battle over the future of HTTP 2.0 https://www.extremet[...] ExtremeTech 2012-03-28
[19] 웹사이트 Life beyond HTTP 1.1: Google's SPDY https://www.igvita.c[...]
[20] 뉴스 Proposal for a Network-Friendly HTTP Upgrade https://tools.ietf.o[...] Internet Engineering Task Force 2012-03-29
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[23] 서적 HTTP/2 : a new excerpt from high performance browser networking O'Reilly Media
[24] 웹사이트 SPDY: An experimental protocol for a faster web https://www.chromium[...]
[25] 웹사이트 Hello HTTP/2, Goodbye SPDY https://blog.chromiu[...] 2015-02-09
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[30] 웹사이트 Security Requirements for HTTP: draft-ietf-httpbis-security-properties-00.txt //tools.ietf.org/htm[...] 2014-09-20
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[32] 웹사이트 Working Group Last Call for HTTP/1.1 p1 and p2 https://lists.w3.org[...] 2014-09-20
[33] 웹사이트 Second Working Group Last Call for HTTP/1.1 p4 to p7 https://lists.w3.org[...] 2014-09-20
[34] 웹사이트 SPDY Protocol: draft-ietf-httpbis-http2-00 //tools.ietf.org/htm[...] HTTPbis Working Group 2014-09-20
[35] 웹사이트 First draft of HTTP/2 https://lists.w3.org[...] 2014-09-20
[36] 웹사이트 Hypertext Transfer Protocol (HTTP/1.1): Message Syntax and Routing https://datatracker.[...] 2014-06-06
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[38] 간행물 "Protocol Action: 'Hypertext Transfer Protocol (HTTP/1.1): Message Syntax and Routing' to Proposed Standard (draft-ietf-httpbis-p1-messaging-26.txt)" https://www.ietf.org[...] The IESG 2015-01-18
[39] 간행물 RFC 7230 on Hypertext Transfer Protocol (HTTP/1.1): Message Syntax and Routing https://www.ietf.org[...] 2015-01-18
[40] 웹사이트 Working Group Last Call: draft-ietf-httpbis-http2-14 and draft-ietf-httpbis-header-compression-09 https://lists.w3.org[...] HTTP Working Group 2014-09-07
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[43] 간행물 "Protocol Action: 'Hypertext Transfer Protocol version 2' to Proposed Standard (draft-ietf-httpbis-http2-17.txt)" https://lists.w3.org[...] 2015-02-18
[44] 간행물 RFC 7540 on Hypertext Transfer Protocol Version 2 (HTTP/2) https://www.ietf.org[...] 2015-05-14
[45] 웹사이트 RFC 7301 - Transport Layer Security (TLS) Application-Layer Protocol Negotiation Extension https://tools.ietf.o[...] IETF 2014-07
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[47] 웹사이트 Networking/http2 https://wiki.mozilla[...] MozillaWiki 2014-09-07
[48] 웹사이트 HTTP/2 Implementation Status https://www.mnot.net[...]
[49] 웹사이트 Is TLS Fast Yet? https://istlsfastyet[...] 2015-12-30
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[51] 논문 Http/2.0
[52] 간행물 "Re: Last Call: (Hypertext Transfer Protocol version 2) to Proposed Standard" https://lists.w3.org[...] 2015-01-12
[53] 간행물 Mandatory encryption *is* theater https://lists.w3.org[...] 2015-01-26
[54] 간행물 "Re: Last Call: (Hypertext Transfer Protocol version 2) to Proposed Standard" https://lists.w3.org[...] 2015-01-12
[55] 웹사이트 Minimal Unauthenticated Encryption (MUE) for HTTP-2: draft-hoffman-httpbis-minimal-unauth-enc-01 "//tools.ietf.org/ht[...] Internet Engineering Task Force
[56] 웹사이트 Opportunistic Encryption for HTTP URIs: draft-nottingham-http2-encryption-03 "//tools.ietf.org/ht[...] Internet Engineering Task Force
[57] 뉴스 Opportunistic Security for HTTP: draft-ietf-httpbis-http2-encryption-01 https://tools.ietf.o[...] Internet Engineering Task Force
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