Rechenzentren der Zukunftam praktischem Beispiel

Die Neugestaltung einer gewachsenen IT - Umgebung für die Anforderungen von Heute und der Zukunft

SystemhausMaitschkeIhr Partner

Systemhaus MaitschkeInh. Gerald MaitschkeTel. +49 89 94004804Fax. +49 89 71034015

Mobil. +49 171 3357041gerald@maitschke.de

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IT-Kostenrunter Agenda

1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Lösungsansätze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung8. Umsetzung

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Vertrauenschaffen Ausgangssituation

• Es wurden 2 Rechenzentrum vor ca. 15 Jahren auf Wachstum geplant • Aus Gründen der Ausfallsicherheit wurden 2 USV‘s mit 12 KW Leistung angeschafft• die Klimaanlagen wurde mit 10KW dimensioniert• eine gewachsene IT - Umgebung mit neuen Anforderungen • Die Infrastruktur

• Das Backuprechenzentrum wird den Anforderungen nicht mehr gerecht• Die Auslastung der USV des Hauptrechenzentrums liegt bei über 120%• Die Klimaanlage ist seit Jahren an der Leistungsgrenze und sehr störanfällig• Neue Herausforderungen erfordern den Ausbau der IT• Die Verfügbarkeit ist nicht mehr 100% garantiert

– Der finanzielle Rahmen ist eng gesteckt – Der verfügbare Platz ist knapp – Der Bedarf in der Zukunft ist unklar

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Mind. 30% in 3 Jahreneinsparen

Das gewachsene Rechenzentrum

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IT-Kostenrunter Agenda

1. Ausgangssituation2. Aufgabenstellung 3. Lösungsansätze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung8. Umsetzung

NeueTechnologieanwenden Die Aufgabenstellung

Einrichtung eines aufeinander abgestimmten skalierbaren Systems von Serverschränken,

Kühlanlage und unterbrechungsfreier Stromversorgung für die Erweiterung des

zentralen Rechenzentrums

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ProblemeLösen Infrastruktur

Racks/Kabelmanagement – Stabile und sichere Racks die den Anforderungen der modernen IT

entsprechen – übersichtliches & technisch sinnvolles Kabelmanagement

USV die sich Ihren Anforderungen anpassen lässt– Planungssicherheit durch Vermeidung von Überdimensionierung– Skalier- und Managebarkeit– Servicefreundlichkeit sicheres „do it your self“

Remote Management aller Komponenten & Signalisierung von Unregelmäßigkeiten

Kühlung die den Anforderungen entspricht– effektive & energiesparende Kühlung auch in schwierigen Umgebungen– umsetzbaren Ausfallkonzeptes sollen ausgearbeitet werden– Umweltverträgliche Lösungen wie Wärmerückgewinnung & alternative

Kühlmöglichkeiten sollen möglichst berücksichtigt werden

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Clever investieren Technische Herausforderungen

• Anforderungen für Blades müssen gewährleistet werden• Optimale Kühlung von Racks mit bis zu 22KW Abwärme • Skalierbarkeit für USV und Klima • Anforderungen an Ausfallsicherheit (n+1) o.ä.• baulichen Gegebenheiten müssen berücksichtigt werden • alle vorhandenen Komponenten integrierbar• Doppelboden unabhängige Lösung • optimales Kabelmanagement

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1. Ausgangssituation2. Aufgabenstellung3. Lösungsansätze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung8. Umsetzung

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Für die Zukunftplanen

Lösungsansätze & Varianten 01

• Traditionell Klima an der Wand USV im Keller– Vorteile:

– alle vorhanden Komponenten können verendet werden.

– Nachteil: – Kühlung aktueller Systeme kann nicht optimal garantiert werden– Skalierbarkeit nicht umsetzbar mit den Standart Komponenten– Erhöhter Platzbedarf, beim KD nicht umsetzbar.– Indirekte Kühlung – Nicht Doppelboden Unabhängig

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Sichere IT einsetzen Lösungsansätze & Varianten 02

• Rack Air Containment System– Vorteile:

– Hohe Leistungsdichte bis 30KW pro Rack.– Redundante Ausführung für Insellösungen

– Nachteil: – Für maximal 1 – 2 Racks– hohe Kosten

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BeratungPlanung

UmsetzungLösungsansätze & Varianten 03

• InfraStruXure mit integrierter Kühlung (NCPI)– Vorteile:

– Horizontaler Luftstrom, ohne Doppelboden– Optimale Kühlung durch Trennung in der Abluft und Zuluft– Alle Komponenten im 19“ Rackformat (Klima, USV, …)– Modular, skalierbar, redundant, Managebar, Vorhersagbar,

Reproduzierbar – Nachteil:

– Vorhande Komponenten kaum integrierbar

NCPI = Network Critical Physical Infrastructure

Energie-bewußt InfraStruXure High Density (ISX HD)

ca. 300 cm300 cm

InfraStruXure High Density

InfraStruXure 40 kW+

19“-Schränke NetShelter VX

+FM40 Klimaanlage 40 kW

=DATA CENTER IN A BOX

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Umwelt-verträglich Vorstellung der Partner

Systemhaus Maitschke im Auftrag von PDV-SystemeGmbH– Projekterschließung, Projektleitung, Umsetzung und Abschluss– Analyse, Planung und Koordinierung des Projektes sowie der

beteiligten Firmen.– Umsetzung der geforderten Energiespar-, Sicherheits- und

Überwachungsanforderungen

APC Deutschland GmbH– Lieferant der USV, Klima und Rack –Komponenten für das

Rechenzentrum die Überwachung – Anbieter der einzigen in Rack Lösung für Rechenzentren

Trane - München GmbH– Lieferant der Anlage zur Erzeugung der Kälte– Planung und Umsetzung der Verrohrung

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durchdachteLösungen

Vorraussetzungen:- Begrenzter Raum als Testrechenzentrum genutzt- Rechenzentrum befindet sich im 1. Stock Bodenbelastung- Vorhandene Sicherheitsstandards sollten erhalten bleiben- Umzug in einen anderen Raum derzeit nicht umsetzbar- Finanziell eng gestreckter Rahmen, Ausschreibungen nötig- Spätere Umsetzbarkeit der Lösung in einen anderen Raum muss

garantiert werden- Die Lage des GI muss bei Installationen im Außenbereich

beachtet werden (Geräuschentwicklung & Größe)- Alle Arbeiten die mittelbar mit dem Umbau verbunden sind

Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 001

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umsetzbareLösungen

Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 002

Anforderungen– Alle Komponenten im Rechenzentrum im Rack Design– Effektivste Kühlung bei hoher Packungsdichte– Die höchstmögliche Ausfallsicherheit soll angestrebt werden– Die Kältemaschine soll als Splitsystem ausgelegt werden

– Kondensator soll auf dem Dach installiert werden– Die Kältemaschine mit Pumpenmodul im Keller

– Brandschutzbestimmungen müssen eingehalten werden– Die Umsetzung soll bis zum 01.03.06 erfolgt sein

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planbareLösungen

Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 003

Zeitplan– Vorplanung und Sondierung im Aug. – Sep. 2005– Ausschreibung im Okt. 2005– Zuschlag am 28.10.2005– Vorbereitende Arbeiten bis Ende Nov. 2005– Verrohrung: 2 Wochen– Einbringung der Geräte und Test im Dezember 2005– Einbringung der Systeme

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IT-Kostenrunter Agenda

1. Ausgangssituation2. Aufgabenstellung3. Lösungsansätze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung8. Umsetzung

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bezahlbareLösungen Vorstellung der Produkte APC

APC NetShelter VX: 19“-Schränke und Racks– Serverschränke Serverschränke 750 mm

600 mm breit mit Netzwerkfähigkeit

Rückansicht mit geteilten Türen

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Service-freundlicheLösungen

Aufbau der Symmetra PowerArray Serie am Beispiel der Symmetra PX 10 – 40 kW

Modulares DesignSeparate Steuer-, Leistungs- und Batterie-Module

N+1 Redundanzfür höhere Verfügbarkeit

Skalierbarkeit in 10kW - Schritten für Flexibilität und niedrigere Einstiegskosten

Einfache Wartungdurch modularen Aufbau und „hot swap“für niedrigere Total Cost of Ownership

Verwaltbar über Web, SNMP oderTelnet zur Unterstützung Ihrer Management-Strategie

Durch weiteres Zubehör Anpassung an individuelle Bedürfnisse

möglich

Redundante Steuermodule

Leistungsmoduleà 10kW

Batteriemodule

LCD-Display

•Anlagenrahmen 40kW

•Kommunikation inkl. APC Netzwerkkarte

•Automatischer Bypass

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skalierbareLösungen Entscheidung: Symmetra PX 80/40

• Start mit 20 KW gefordert• Ausbaustufe von 50 KW geplant• Redundanz von n+1 gefordert• Klimaanlage mit über USV anschließen

Anfangsleistung von 40KW20 KW für den Start10 KW für n+110KW für die Klimaanlage

• Überbrückungszeit von ca. 4 Minuten • Jederzeit erweiterbar

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IT-Kostenrunter PDU-Schränke Power Distribution Units

Abgangsautomaten bis 63 A, 3-ph.

„All-in-One“USV bis 20

kW (N+1) inkl. SBP und

Ausgangs-verteilung

PDU 60 kW

für - von der USV -getrennte

Aufstellung

RDP40 kW

PDU 40 kWinkl. SBP für gemeinsam

e Aufstellung mit der USV

Leistungsstufen:40, 60, 80 kW ab Werk150, 300 kW auf Anfrage

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Vertrauen

schaffen

Kabelführung in Datencentern(auf dem Dach der Schränke)

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Systemhaus Maitschke

Draufsicht

Seitenansicht

(nur bei 1070 mm tiefen NetShelter VX)

Rückwärtiger vertikaler Kabelmanagementbereich

Kabelführung (im Schrank)

Kabeldurchführungen im Schrankdach

hinten

hinten

hinten

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Systemhaus Maitschke

Rackmontierbare überwachbare PDUs(RM-PDU) sowie Strom- und Netzwerkkabel

- einfache „basic“ Serie

- überwachbare „metered“ Serie

- schaltbare „switched“ Serie

horizontale und vertikale Modelle 10A, 16A und 32A

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Systemhaus Maitschke Umgebungsüberwachung

Temperatur Luft-feuchtigkeit Feuer

Wassereintritt

Zutritt Rauch

EMSVorderseite

EMUneu

InfraStruXure Manager

EMSRückseite

KaskadierbareTemp./Feuchtefühler mit Display

Zugriff per

Webbrowser

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Systemhaus Maitschke

InfraStruXure Manager für InfraStruXure und das Kundennetzwerk

USER TCP/IP Network

InfraStruXure mit InfraStruXure Manager

User Server or Workstation

Symmetra PX *192.168.1.XX

ISX PDU *192.168.1.XX

ATS *192.168.1.XX

EMU *192.168.1.XX

RM PDU *192.168.1.XX

192.168.1.1

Der InfraStruXure Manager verwendet den 192.168.1.X IP-Addressbereich. Um Konfliktemit anderen Netzwerksegmenten zu vermeiden, kann auch der IP-Adressbereich 10.0.1.X für das APC-Netzwerk verwendet werden.

24 Port Switch

APC LAN

USER LAN

InfraStruXure Manager

WEB

APC Remote Monitoring

ServiceZwei

Netzwerk-karten

Shutdownsignaledirekt ins

Kundennetzwerk

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InfraStruXure ManagerSystemhaus Maitschke

Bietet Echtzeit-Management und Bestandsanzeige für alle netzwerkfähigen APC-Gerätesowohl innerhalb einer InfraStruXure als auch im Kundennetzwerk Zuweisung von gleichen Schwellenwerten an alle gleichartigen Komponenten (z.B. EMU, RM-PDU)Bietet Echtzeitstatus und „Empfohlene Massnahmen“für alle netzwerkfähigen APC-GeräteBietet Benachrichtigung via e-mail sowohl bei Überschreitung individueller Grenzwerte als auch bei USV-Ereignissen

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Leistungsaufnahme und Wärmeabgabe von IT-Equipment

Systemhaus Maitschke

Die tatsächliche elektrische Leistungsaufnahme in Watt (nicht kVA) entspricht der Wärmeabgabe in Watt !

Vorsicht bei Nennleistungsangaben !Vorsicht bei mehreren Netzteilen,

Redundanzkonzept beachten !Vorsicht bei Switchen, die IP-Telefonie unterstützen.

Durch den Switch im Datencenter aufgenommene Leistung wird auch nach extern zu den Endgeräten (Telefonen)

abgegeben und dort in Wärme umgesetzt !

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Einfaches KlimasystemSystemhaus Maitschke

HPACKlimaanlage

Wärmetauscher

Datencenter (innen) Umwelt (aussen)

Kaltes Medium

Warmes MediumUmgebungsluft

+ Kompressor oder Pumpe

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InfraStruXure InRow RC 17 kWchilled water, keine Befeuchtung

Systemhaus Maitschke

Neu

nur 300 mm Breite

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InRow RC Produkt Design VorteileSystemhaus Maitschke

Luftfilter

Schützt die Wärmetauschschlange, entfernt Staubpartikel

Verrohrung von Oben oderUnten möglich

Im Betrieb tauschbareLüfter mit variablerDrehzahl

Rightsized die Klimaleistung, Energieersparnisse

Kälteschlange

Zieht überKaltwasseranschlussWärme ab

Kondensat Management

Entdeckt und entferntKondensation

Rollen

Zum einfachen Bewegen derAnlage

Redundante A-B Stromzufuhr

Stromredundanz und Schutz

Flow Meter

Misst Wasserfluss um die KW Kälteleistunggenauer zu bestimmen.

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Rack Air Containment System (RACS)Systemhaus Maitschke

Neu

Führt zur Erhöhung der Kälteleistung der InRow RC Klimaanlage auf bis zu 30 kW !

Lexan-Einlagen (vgl. Plexiglas) in den Türen

Qs = 1,21 x delta t x m³/s

Garantie: 2 JahreReparatur oder Austausch + Aufbau Services

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InfraStruXure® InRow RP / FMSystemhaus Maitschke

In-row precision air conditioning for medium to large data centers including high density applications.

The predictable solution for an unpredictable environment

Modular design increases agility by providing scaleable solutions to add cooling as demand increases.

Improved Energy Efficiency and Rightsizing reduces total cost of ownership.

Placing the unit in the row of racks moves the source of cooling closer to the heat load and minimizes air mixing thus improves availability.

FM40-IR

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InRow RP Options and Related ProductsSystemhaus Maitschke

InfraStruXure®

ManagerCentralized Management

ChillerModular Air Cooled, storage tank

Hot Aisle Containment SystemCeiling tiles, end doors, seals hot aisle

Air Cooled CondenserHeat removal

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InfraStruXure™ with Integrated Fuel Cell

InfraStruXure System with Revolutionary Integrated Fuel Cell

Mind. 30% in 3 Jahreneinsparen

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InfraStruXure™ with Integrated Fuel Cell Applications

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Low Environmental Impact• Need for reduced

emissions

Small and Medium Datacenters

Data Center with High Availability Requirements

7x24, 365 daysExtended runtimes

Standby Generator Limitations

Limited or restricted spaceNoise limitsPermissionsEmission limits

Minimize Use of Batteries

Lack of space in data roomWeight restrictionsIncreased runtime

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InfraStruXure™ with Integrated Fuel CellMessaging

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AVAILABILITY

•Increase runtime from minutes to days --with expanded placement options•Eliminate points of failure with system installed close to load (no ATS required)

InfraStruXure with Integrated Fuel Cell - Messaging

AGILITY

ADAPTABILITY •Environmentally clean – fuel cell technology allows power generation in more locations

COST

•Saves space with compact footprint•Reduces design & installation time with pre-engineered rack-mounted integrated ISX solution

Preliminary messaging

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InfraStruXure™ with Integrated Fuel CellFuel Cell Operation

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Hydrogen

Oxygen (Air)

Load

Water

PEMFuelCell

Module

SYPX

HeatBy-products

DC/DCPowerModule

Fuel Cell XR FrameSymmetra PX

Frame

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10 kW modules with up to 3 modules per rackWaste is heat and waterDC output is regulated to +/-192 Volts for linking to ISX battery busStart-up time typically 10 to 20 secondsUses high-pressure tanked hydrogen for fuel• Hot swappable cylinders if N+1 – typically 4-10 cylinders are used• Each cylinder (T-cylinder) is 9 in. in diameter and 60 in. high, which

converters to approximately 9 kWh of runtime• Cylinders can be provided and serviced by standard industrial gas

company

InfraStruXure™ with Integrated Fuel CellAPC Fuel Cell Technology

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Systemhaus Maitschke Umsetzung - Aufstellung Bodenbelastung

Anforderungen Rechnerraum1. Bodenbelastung prüfen & bewerten2. Trennung in warmen & kalten Gang3. Platz für die Installation & Wartung4. Fluchtwege sicherstellen5. Brandschutz einhalten

Erforderliche Baumaßnahmen1. Entkernung Raum 2. Verstärkung Doppelboden3. Festlegen der Rohrführung4. Aufstellplan für Kältemaschine und

Kondensator

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Umsetzung - Medien

1. Stromanschluss gefordert 95mm² Absicherung 200A I. muss neu verlegt werden II. muss abschaltbar sein (Notaus)

2. Netzwerkverkabung alles vorhanden3. Wasseranschluß

I. Nicht vorhanden (für Befeuchtung)II. Nicht notwendig, da Kimaanlage im unkritischen Bereich dimensioniert

wurde. (Vorlauf Rücklauf Temp.)

4. Brandfrüherkennung (Raumluftüberwachung)I. Für Stromzufuhr und EDV II. Früherkennung und Abschaltung im Störfall (verschiedene Stufen)

5. Signalisierung der Alarme (Meldewege einhalten)6. Prüfen von Energieeinsparungen

I. Nutzung vorhandener Kälte Erzeugung im WinterII. Ausfallkonzept mit Notschaltung an Hausklimaanlage

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Umsetzung – Schema Klimaanlage

Fakten1. Splitsystem (Kondensator und

Kältemaschine getrennt)- Kältemaschine in den Keller- Kondensator auf Dach

2. Freie Kühlung vorhanden- im Winter freie Kapazität (ca. 5000,- €

Stromsparpotential )- Hausklima 20KW freie Kapazität

(genügt für Notbetrieb )

3. Rohrleitungswege realisierbar 4. Budget Frage

Systemhaus Maitschke

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Umsetzung – Schema ELT VerkablungSystemhaus Maitschke

Beschreibung:1. APC InfraStruXure,

2. Typ C, Symmetra PX 80 kW mit externem Servicebypass

3. Mit nachgeschaltetem 80 kW PDU Schrank (Sonderkonfiguration)

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Umsetzung – Schema SignalübertragungSystemhaus Maitschke

Beschreibung:1. APC Komponenten werden mit dem

ISX-Manager überwacht.

2. Zusätzlich werden 2 Störmeldungen auf die BMZ gelegt ( Trane & APC )

3. Warnungen per E-Mail

4. Störungen über den Meldeweg BMZ

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Systemhaus Maitschke DANKE

Information ist kein Wert an sich Information ist kein Wert an sich ––es kommt auf die daraus folgenden Entscheidungen an.es kommt auf die daraus folgenden Entscheidungen an.

Nur mit Weitblick und Courage kann man Nur mit Weitblick und Courage kann man seine Ziele erreichen!seine Ziele erreichen!

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Q & AQ & ASystemhaus MaitschkeInh. Gerald MaitschkeTel. +49 89 94004804Fax. +49 89 71034015

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