CN103957251A - 一种实现服务器负载均衡的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现服务器负载均衡的方法,该方法主要包括:设定服务器的初始能力值,并根据初始能力值分配客户端的认证业务访问请求;根据客户端认证业务访问请求的交互时间长短,设定服务器的自学习能力值,并进行动态调整;当客户端向服务器端发起认证业务访问请求时,根据各个服务器的初始能力值和自学习能力值的相加总和,将客户端发起的认证业务访问请求分配到对应的服务器。本发明引入服务器能力值的概念来智能地分配业务访问流量,解决了传统固定的主备模式下单台服务器负荷过重,不能合理地分配业务数据流量的问题,使得服务器能长时间处于平稳高效的工作状态,保证用户业务正常运转。
Description
技术领域
本发明属于数据通信领域的安全认证技术,具体涉及一种实现服务器负载均衡的方法及系统的设计。
背景技术
AAA(认证Authentication、授权Authorization、统计Accounting)服务器是一个能够处理用户访问请求的服务器程序,提供认证、授权以及统计服务,AAA服务器通常同网络访问控制、网关服务器、数据库以及用户信息目录等协同工作;在应用于大量客户端认证需求的网络环境中时,如802.1X客户端,通常会为应用业务部署一个主服务器和一个或多个备服务器。当主服务器出现故障时,将主服务器标记为不可用。备服务器代替主服务器,客户端的认证请求全部发送给备服务器进行处理,直到主服务器的静默时间过去之后再将认证业务切换回到主服务器,所述静默时间的意思是把那些对认证请求不做出响应的AAA服务器标记为不可用,在静默时间内不再向这些服务器发送请求。
传统的服务器主备切换方式为固定的主备模式,该模式在认证业务数据量较大引起主服务器故障时,通常会产生大量的认证业务同时切换到备服务器上,如在办公网络中,早上上班的时间点会出现大量用户同时向服务器发起认证请求的情况,这样会出现主备服务器同时故障的情况。这种弊端目前已经在市场应用中暴露出来,该问题将会导致用户业务完全中断,给用户造成了非常恶劣的影响。
因此可以得出现有技术中服务器切换方式存在的缺点主要是:现有技术认证业务压力集中在某一个服务器中,负载压力过大时容易导致主备服务器同时宕机;并且没有一套机制合理分配认证业务请求,使业务数据不能适应网络环境和服务器性能的变化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中服务器主备切换方式存在的问题而提供一种实现服务器负载均衡的方法及系统。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种实现服务器负载均衡的方法,包括:
S1、设定各个服务器的初始能力值,并根据初始能力值分配客户端的认证业务访问请求;
S2、根据客户端与各个服务器之间进行认证业务访问请求的交互时间长短,设定各个服务器的自学习能力值,并在客户端与服务器进行认证业务访问请求后对服务器的自学习能力值进行动态调整;
S3、当客户端向服务器端发起认证业务访问请求时,根据各个服务器的初始能力值和自学习能力值的相加总和,将客户端发起的认证业务访问请求分配到对应的服务器。
进一步的,所述步骤S1中的服务器的初始能力值根据服务器自身的硬件条件及所处的网络环境的地理条件确定,所述服务器自身的硬件条件及所处的网络地理环境条件越好,对应的服务器的初始能力值越大。
进一步的,所述步骤S2中的对服务器的自学习能力值的设定过程为:根据各个服务器处理客户端发起的认证业务访问请求的时间长短进行排序,处理时间越短,对应的服务器的自学习能力值越大。
进一步的,所述步骤S2中设定完各个服务器的自学习能力值后,自定义客户端与服务器之间进行认证业务访问请求的报文交互时长为δ,若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的报文交互的时间超过δ,则将该服务器的自学习能力值降低;若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的报文交互的时间低于δ,则将该服务器的自学习能力值增高。
更进一步的,所述步骤S2中的服务器自学习能力值的设定在周期T后进行清零重置,重复所述步骤S2对服务器的自学习能力值进行设定。
进一步的,所述步骤S3的具体过程为:
根据所述步骤S1和S2得到的各个服务器的初始能力值和自学习能力值,对每个服务器的初始能力值和自学习能力值进行相加计算得到各个服务器的能力综合值分别为C1、C2、C3……Cn,其中所述n表示服务器数量;设定各个服务器当前已分配到的认证业务请求数分别为A1、A2、A3……An,其中所述n表示服务器数量;计算各个服务器的能力综合值在所有服务器的能力综合值中所占的权重Pi1,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;计算各个服务器当前已分配到的认证业务请求数量在所有服务器分配到的认证业务请求数量总和的百分比Pi2,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;
得到每个服务器对应的Pi1和Pi2的值后,计算每个服务器对应的Di-value,所述Di-value=Pi1-Pi2;当客户端发起认证业务访问请求时,在所有服务器中选取Di-value值最大的服务器作为当前认证业务请求的主服务器,其他服务器作为备用服务器。
为了解决技术问题,本发明还提供了一种实现AAA服务器负载均衡的系统,包括:客户端、NAS(Network Access Server,网络接入服务器)设备以及至少两台服务器;所述NAS设备包括:服务器初始能力值设定模块、服务器自学习能力值设定模块以及业务分配模块;
所述服务器初始能力值设定模块用于设定各个服务器的初始能力值,并根据初始能力值分配客户端的认证业务访问请求;
所述服务器自学习能力值设定模块用于根据客户端与各个服务器之间进行认证业务访问请求的交互时间长短,设定各个服务器的自学习能力值,并在客户端与服务器进行认证业务访问请求后对服务器的自学习能力值进行动态调整;
所述业务分配模块用于当客户端向服务器端发起认证业务访问请求时,根据各个服务器的初始能力值和自学习能力值的相加总和,将客户端发起的认证业务访问请求分配到对应的服务器。
进一步的,所述服务器初始能力值设定模块对服务器的初始能力值的设定根据服务器自身的硬件条件及所处的网络环境的地理条件确定,所述服务器自身的硬件条件及所处的网络地理环境条件越好,对应的服务器的初始能力值越大;
所述服务器自学习能力值设定模块对服务器的自学习能力值的设定过程为:根据各个服务器处理客户端发起的认证业务访问请求的时间长短进行排序,处理时间越短,对应的服务器的自学习能力值越大。
进一步的,所述服务器自学习能力值设定模块对服务器的自学习能力值的设定完成后,自定义客户端与服务器之间进行认证业务访问请求的报文交互时长为δ,若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的交互报文的时间超过δ,则将该服务器的自学习能力值降低;若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的交互报文的时间低于δ,则将该服务器的自学习能力值增高。
进一步的,所述业务分配模块根据所述服务器初始能力值设定模块和所述服务器自学习能力值设定得到的各个服务器的初始能力值和自学习能力值,对每个服务器的初始能力值和自学习能力值进行相加计算得到各个服务器的能力综合值分别为C1、C2、C3……Cn,其中所述n表示服务器数量;设定各个服务器当前已分配到的认证业务请求数分别为A1、A2、A3……An,其中所述n表示服务器数量;计算各个服务器的能力综合值在所有服务器的能力综合值中所占的权重Pi1,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;计算各个服务器当前已分配到的认证业务请求数量在所有服务器分配到的认证业务请求数量总和的百分比Pi2,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;
得到每个服务器对应的Pi1和Pi2的值后,计算每个服务器对应的Di-value,所述Di-value=Pi1-Pi2;当客户端发起认证业务访问请求时,在所有服务器中选取Di-value值最大的服务器作为当前认证业务请求的主服务器,其他服务器作为备用服务器。
本发明的有益效果:本发明一种实现服务器负载均衡的方法及系统,通过引入服务器能力值的概念,以及如何动态调整服务器的能力值,实时均衡得分配客户度发送的认证业务访问请求;采用本发明所述方法及系统可以合理得分配服务器资源,使服务器的资源利用率达到最高,保证服务器平稳地运行以及处理客户端业务,避免出现由于数据流量过大导致服务器故障的情况;并且能够实时感知网络环境的变化,如客户端到服务器的通信时延增大等变化,使系统对网络环境变化适应性更强。
附图说明
图1为本发明实施例的一种实现服务器负载均衡的方法的系统框图;
图2为本发明实施例的一种实现服务器负载均衡的方法中能力值设定过程的流程图;
图3为本发明实施例的一种实现服务器负载均衡的系统的示意框图;
图4为本发明实施例的一种实现服务器负载均衡的方法及系统的应用实例。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的阐述。
如图1所示为本发明实施例的一种实现服务器负载均衡的方法的系统框图,包括:
S1、设定各个服务器的初始能力值,并根据初始能力值分配客户端的认证业务访问请求;
S2、根据客户端与各个服务器之间进行认证业务访问请求的交互时间长短,设定各个服务器的自学习能力值,并在客户端与服务器进行认证业务访问请求后对服务器的自学习能力值进行动态调整;
S3、当客户端向服务器端发起认证业务访问请求时,根据各个服务器的初始能力值和自学习能力值的相加总和,将客户端发起的认证业务访问请求分配到对应的服务器。
本发明一种实现服务器负载均衡的方法通过引入服务器能力值的概念来智能得分配业务访问流量,并基于网络环境质量的变化对服务器资源进行灵活地分配,解决了传统固定的主备模式下单台服务器负荷过重,不能合理地分配业务数据流量的问题,通过本发明所述方法能够使得服务器能长时间处于平稳高效的工作状态,保证用户业务正常运转。
所述能力值服务器能力值分为初始能力值和自学习能力值,所述服务器的初始能力值基于服务器自身处理器等硬件条件以及服务器所处网络环境中的地理条件设定,所述服务器自身的硬件条件及所处的网络地理环境条件越好,对应的服务器的初始能力值越大,在具体操作中,服务器初始能力值的设定可以根据具体的实际情况进行设定;所述自学习能力值是指服务器的能力值由客户端与服务器业务交互实际表现出的服务器性能来动态学习,自学习能力值使得服务器的能力值能随着网络环境中各项因素的变化实时更新,如图2所示为能力值设定过程的流程图,在本发明所述方法中服务器的自学习能力值设定是根据客户端与服务器 之间进行认证业务报文交互的用时长短赋予服务器不同的自学习能力值,具体操作可以为根据各个服务器处理客户端发起的认证业务访问请求的时间长短进行排序,处理时间越短,对应的服务器的自学习能力值越大,具体的自学习能力值数值的设定没有特定的要求,可以参照初始能力值的标准自定义设置,或者按照初始能力值与自学习能力值在服务器中总的能力值所占的比重不同而进行自定义设定。本实施例中的服务器自身的硬件条件包括服务器CPU性能条件,内存等;所处的网络环境的地理条件包括服务器在局域网内还是跨网络的,因服务器部署在不同的地理位置不同而不同。
将上述两个能力值综合相加得到对应服务器的能力值,最后根据服务器能力值智能地分配认证业务,例如服务器组中有三个服务器,服务器1的能力值为50,服务器2的能力值为30,服务器3的能力值为20,那么对于100个业务请求,则对应会有50个请求分配服务器1作为主服务器,30个请求分配服务器2作为主服务器,20个请求分配服务器3作为主服务器。100个请求,一般情况下并不是100个请求同时到达然后进行分配,而是在一段时间内总共有100个请求,最后综合统计来看的分配数值。通过上述分配方法可以让业务应用对网络环境和服务器性能的变化具有非常好的适应性,但上述按照能力值的比例对业务数量的分配仅仅适用于多个认证业务同时向服务器端发起,但往往在实际应用中会存在一定的时间差,导致服务器的自学习能力值是在不断变化的,在下文中本发明将针对服务器自学习能力值只会在有认证业务请求处理之后通过实际表现的能力来动态改变,服务器变化的能力值怎样分配业务访问请求到对应的服务器进行说明。
所述步骤S2中设定完各个服务器的自学习能力值之后,自定义客户端与服务器之间进行认证业务访问请求的报文交互时长为δ,若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的交互报文的时间超过δ,则将该服务器的自学习能力值降低;若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的交互报文的时间低于δ,则将该服务器的自学习能力值增高。并且所述步骤S2中的服务器自学习能力值的设定在周期T后进行清零重置,重复所述步骤S2对服务器的自学习能力值进行设定,避免服务器一时的低性能对其能力值带来较长一段时间的影响。
当客户端发起业务认证请求时,选择哪个服务器作为主服务器的具体过程为:
根据所述步骤S1和S2得到的各个服务器的初始能力值和自学习能力值,对每个服务器的初始能力值和自学习能力值进行相加计算得到各个服务器的能力综合值分别为C1、C2、C3……Cn,其中所述n表示服务器数量;设定各个服务器当前已分配到的认证业务请求数分别为A1、A2、A3……An,其中所述n表示服务器数量;计算各个服务器的能力综合值在所有服务器的能力综合值中所占的权重Pi1,所述其中,i表示各个服务 器对应的序号,1≤i≤n;计算各个服务器当前已分配到的认证业务请求数量在所有服务器分配到的认证业务请求数量总和的百分比Pi2,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;
得到每个服务器对应的Pi1和Pi2的值后,计算每个服务器对应的Di-value,所述Di-value=Pi1-Pi2;当客户端发起认证业务访问请求时,在所有服务器中选取Di-value值最大的服务器作为当前认证业务请求的主服务器,其他服务器作为备用服务器。
根据上述计算方法,当服务器i被选作为主服务器之后,其对应的Pi2值将增大,对应的其Pi1与Pi2的差值Di-value将逐渐变小;同理当服务器i所处理的认证业务越多,其性能将会有所下降,能力值也就会有相应的降低,对应的其Pi1值将减小,最后Pi1与Pi2的差值Di-value也将逐渐变小,当所述Di-value逐渐变小的过程中,服务器i再次被选为主服务器的几率也将逐渐减小,由此可以看出随着认证业务请求的分配从两个维度都会改变服务器的Di-value,Di-value的动态变化直观地体现了当前网络环境中各个参数的变化,智能负载均衡的智能点也正是体现在Di-value上。
针对上述方法,本发明还提供了一种实现AAA服务器负载均衡的系统,如图3所示为该系统的示意框图,具体包括:客户端、NAS(Network Access Server,网络接入服务器)设备以及至少两台服务器;所述NAS设备包括:服务器初始能力值设定模块、服务器自学习能力值设定模块以及业务分配模块;
所述服务器初始能力值设定模块用于设定各个服务器的初始能力值,并根据初始能力值分配客户端的认证业务访问请求;
所述服务器自学习能力值设定模块用于根据客户端与各个服务器之间进行认证业务访问请求的交互时间长短,设定各个服务器的自学习能力值,并在客户端与服务器进行认证业务访问请求后对服务器的自学习能力值进行动态调整;
所述业务分配模块用于当客户端向服务器端发起认证业务访问请求时,根据各个服务器的初始能力值和自学习能力值的相加总和,将客户端发起的认证业务访问请求分配到对应的服务器。
其中,所述服务器初始能力值设定模块对服务器的初始能力值的设定根据服务器自身的硬件条件及所处的网络环境的地理条件确定,所述服务器自身的硬件条件及所处的网络地理环境条件越好,对应的服务器的初始能力值越大;所述服务器自学习能力值设定模块对服务器的自学习能力值的设定过程为:根据各个服务器处理客户端发起的认证业务访问请求的时 间长短进行排序,处理时间越短,对应的服务器的自学习能力值越大。
所述服务器自学习能力值设定模块对服务器的自学习能力值的设定完成后,自定义客户端与服务器之间进行认证业务访问请求的报文交互时长为δ,若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的交互报文的时间超过δ,则将该服务器的自学习能力值降低;若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的交互报文的时间低于δ,则将该服务器的自学习能力值增高。
所述业务分配模块根据所述服务器初始能力值设定模块和所述服务器自学习能力值设定得到的各个服务器的初始能力值和自学习能力值,对每个服务器的初始能力值和自学习能力值进行相加计算得到各个服务器的能力综合值分别为C1、C2、C3……Cn,其中所述n表示服务器数量;设定各个服务器当前已分配到的认证业务请求数分别为A1、A2、A3……An,其中所述n表示服务器数量;计算各个服务器的综合能力值在所有服务器的能力综合值中所占的权重Pi1,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;计算各个服务器当前已分配到的认证业务请求数量在所有服务器分配到的认证业务请求数量总和的百分比Pi2,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;
得到每个服务器对应的Pi1和Pi2的值后,计算每个服务器对应的Di-value,所述Di-value=Pi1-Pi2;当客户端发起认证业务访问请求时,在所有服务器中选取Di-value值最大的服务器作为当前认证业务请求的主服务器,其他服务器作为备用服务器。
为了本领域技术人员能够理解并且实施本发明,下面将结合以具体的实施例对发明进行阐述,如图4所示为服务器负载均衡的方法及系统的应用实例,其中存在大量的客户端,同时部署了2台服务器,客户端的认证业务请求通过NAS设备发送到合适的服务器中,服务器向NAS设备返回认证结果,NAS设备再将结果返回给客户端;所述服务器负载均衡的方法主要应用在NAS设备中,当NAS设备向服务器发送认证请求时,NAS设备就根据所述服务器负载均衡的方法智能得决定认证业务请求发送到哪一个服务器上。
本发明不影响传统的主备切换机制,服务器互为负载,互为备份。互为负载就是采用非固定模式选择主服务器,每一个服务器都有被选作为主服务器的可能。而互为备份是服务器之间相互备份,如对于某一个认证请求A,服务器组中的服务器1为主服务器,剩余的服务器则作为该认证请求的备服务器。而对于另一个请求B,则为服务器组中的服务器2作为主服务器,剩余的服务器则作为该请求的备服务器。即服务器1作为请求A的主服务器也作为请求B的备服务器,服务器2作为请求B的主服务器也作为请求A的备服务器。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原 理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种实现服务器负载均衡的方法,其特征在于,包括:
S1、设定各个服务器的初始能力值,并根据初始能力值分配客户端的认证业务访问请求;
S2、根据客户端与各个服务器之间进行认证业务访问请求的交互时间长短,设定各个服务器的自学习能力值,并在客户端与服务器进行认证业务访问请求后对服务器的自学习能力值进行动态调整;
S3、当客户端向服务器端发起认证业务访问请求时,根据各个服务器的初始能力值和自学习能力值的相加总和,将客户端发起的认证业务访问请求分配到对应的服务器。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中的服务器的初始能力值根据服务器自身的硬件条件及所处的网络环境的地理条件确定,所述服务器自身的硬件条件及所处的网络地理环境条件越好,对应的服务器的初始能力值越大。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中的对服务器的自学习能力值的设定过程为:根据各个服务器处理客户端发起的认证业务访问请求的时间长短进行排序,处理时间越短,对应的服务器的自学习能力值越大。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中设定完各个服务器的自学习能力值后,自定义客户端与服务器之间进行认证业务访问请求的报文交互时长为δ,若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的报文交互的时间超过δ,则将该服务器的自学习能力值降低;若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的报文交互的时间低于δ,则将该服务器的自学习能力值增高。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中的服务器自学习能力值的设定在周期T后进行清零重置,重复所述步骤S2对服务器的自学习能力值进行设定。
6.如权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤S3的具体过程为:
根据所述步骤S1和S2得到的各个服务器的初始能力值和自学习能力值,对每个服务器的初始能力值和自学习能力值进行相加计算得到各个服务器的能力综合值分别为C1、C2、C3……Cn,其中所述n表示服务器数量;设定各个服务器当前已分配到的认证业务请求数分别为A1、A2、A3……An,其中所述n表示服务器数量;计算各个服务器的能力综合值在所有服务器的能力综合值中所占的权重Pi1,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;计算各个服务器当前已分配到的认证业务请求数量在所有服务器分配到的认证业务请求数量总和的百分比Pi2,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;
得到每个服务器对应的Pi1和Pi2的值后,计算每个服务器对应的Di-value,所述Di-value=Pi1-Pi2;当客户端发起认证业务访问请求时,在所有服务器中选取Di-value值最大的服务器作为当前认证业务请求的主服务器,其他服务器作为备用服务器。
7.一种实现服务器负载均衡的系统,其特征在于,包括:客户端、网络接入服务器NAS设备以及至少两台服务器;所述NAS设备包括:服务器初始能力值设定模块、服务器自学习能力值设定模块以及业务分配模块;
所述服务器初始能力值设定模块用于设定各个服务器的初始能力值,并根据初始能力值分配客户端的认证业务访问请求;
所述服务器自学习能力值设定模块用于根据客户端与各个服务器之间进行认证业务访问请求的交互时间长短,设定各个服务器的自学习能力值,并在客户端与服务器进行认证业务访问请求后对服务器的自学习能力值进行动态调整;
所述业务分配模块用于当客户端向服务器端发起认证业务访问请求时,根据各个服务器的初始能力值和自学习能力值的相加总和,将客户端发起的认证业务访问请求分配到对应的服务器。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述服务器初始能力值设定模块对服务器的初始能力值的设定根据服务器自身的硬件条件及所处的网络环境的地理条件确定,所述服务器自身的硬件条件及所处的网络地理环境条件越好,对应的服务器的初始能力值越大;
所述服务器自学习能力值设定模块对服务器的自学习能力值的设定过程为:根据各个服务器处理客户端发起的认证业务访问请求的时间长短进行排序,处理时间越短,对应的服务器的自学习能力值越大。
9.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述服务器自学习能力值设定模块对服务器的自学习能力值的设定完成后,自定义客户端与服务器之间进行认证业务访问请求的报文交互时长为δ,若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的报文交互的时间超过δ,则将该服务器的自学习能力值降低;若该服务器与客户端进行认证业务访问请求的报文交互的时间低于δ,则将该服务器的自学习能力值增高。
10.如权利要求7至9任一项所述的系统,其特征在于,所述业务分配模块根据所述服务器初始能力值设定模块和所述服务器自学习能力值设定得到的各个服务器的初始能力值和自学习能力值,对每个服务器的初始能力值和自学习能力值进行相加计算得到各个服务器的能力综合值分别为C1、C2、C3……Cn,其中所述n表示服务器数量;设定各个服务器当前已分配到的认证业务请求数分别为A1、A2、A3……An,其中所述n表示服务器数量;计算各个服务器的能力综合值在所有服务器的能力综合值中所占的权重Pi1,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;计算各个服务器当前已分配到的认证业务请求数量在所有服务器分配到的认证业务请求数量总和的百分比Pi2,所述其中,i表示各个服务器对应的序号,1≤i≤n;
得到每个服务器对应的Pi1和Pi2的值后,计算每个服务器对应的Di-value,所述Di-value=Pi1-Pi2;当客户端发起认证业务访问请求时,在所有服务器中选取Di-value值最大的服务器作为当前认证业务请求的主服务器,其他服务器作为备用服务器。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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