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技術 情報処理装置および情報処理装置システム

出願人 株式会社日立製作所
発明者 新村幸裕
出願日 2007年6月6日 (11年7ヶ月経過) 出願番号 2007-150384
公開日 2008年12月18日 (10年0ヶ月経過) 公開番号 2008-305070
状態 拒絶査定
技術分野 ハードウェアの冗長性
主要キーワード 同時稼動 データ引継ぎ マスタシステム 情報処理装置システム 仮想制御 冗長構成システム 光熱費 待機系システム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年12月18日)のものです。
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図面 (8)

課題

IPネットワークにおけるサービス提供は、サービス内容保守運用多様性など様々な理由から、複数のOSが混在したシステムにより行われている。このようなシステムにおける冗長構成はそれぞれのOSごとに構築する必要がある。

解決手段

サービス提供を行うシステムが複数の種類のOSにより構成されている場合、仮想制御部を設けた1つの待機系サーバ400上で、複数の種類のOSを同時稼動させ、運用系サーバ30に障害などが発生し、運用系サーバ30から待機系サーバ400への系切り替えが必要となったときは、待機系サーバ400の仮想制御部410において、障害が発生した運用系サーバ30の判別を行い、待機系サーバ400上の適切なOS上の切替制御部33に処理を引き継ぐ

概要

背景

IPネットワークにおけるサービス提供には汎用サーバが広く使用されている。特にサービスの停止が許されないサービスにおいては、信頼性確保のためにサービス提供サーバ冗長化して運用を行っている。冗長運用では、サービス提供サーバに障害が発生し、サービス提供の継続が不可能な状態となると、別に用意されていた予備サーバ切り替えてサービスの提供を継続する。

1つの汎用サーバ上で複数のオペレーティングシステム(以下OS)を動作させる技術として仮想化技術がある。ハードウェア仮想化には様々な実現方法があるが、特許文献1に記載された発明では、ハードウェア資源分割制御と適切な割り込み処理の実現により、1つの計算機上で複数のOSを同時に実行させる方法をマルチOS構成方法として述べている。

また、特許文献2には、ネットワークを介して接続された複数拠点に設置したコンピュータシステム仮想マシンシステム技術を適用し、マスタシステムバックアップシステムを定期的に切替処理を行うことで、安定したシステム稼動管理を実現する発明が記載されている。

特開平11−149385号公報
特開2005−173751号公報

概要

IPネットワークにおけるサービス提供は、サービス内容保守運用多様性など様々な理由から、複数のOSが混在したシステムにより行われている。このようなシステムにおける冗長構成はそれぞれのOSごとに構築する必要がある。サービス提供を行うシステムが複数の種類のOSにより構成されている場合、仮想制御部を設けた1つの待機系サーバ400上で、複数の種類のOSを同時稼動させ、運用系サーバ30に障害などが発生し、運用系サーバ30から待機系サーバ400への系切り替えが必要となったときは、待機系サーバ400の仮想制御部410において、障害が発生した運用系サーバ30の判別を行い、待機系サーバ400上の適切なOS上の切替制御部33に処理を引き継ぐ

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

第1のオペレーティングシステムと該第1のオペレーティングシステム上で動作する第1のアプリケーションとを実行する第1の情報処理装置と、第2のオペレーティングシステムと該第2のオペレーティングシステム上で動作する第2のアプリケーションとを実行する第2の情報処理装置と、前記第1のオペレーティングシステムと前記第1のアプリケーションと前記第2のオペレーティングシステムと前記第2のアプリケーションとを実行し、切替制御部を有する第3の情報処理装置と、からなる情報処理装置システムにおいて、前記第1の情報処理装置は、自装置の前記第1のアプリケーションに対する操作を受け付けたとき、前記第3の情報提供装置の前記第1のアプリケーションに反映し、前記第2の情報処理装置は、自装置の前記第2のアプリケーションに対する操作を受け付けたとき、前記第3の情報処理装置の前記第2のアプリケーションに反映し、前記切替制御部は、系切替通知を受信したとき、送信元IPアドレスから切替先のオペレーティングシステムとアプリケーションとサービスIPアドレスを特定し、このサービスIPアドレスを自装置に設定し、特定したアプリケーションのサービスを開始することを特徴とする情報処理装置システム。

請求項2

請求項1に記載の情報装置ステムであって、前記切替制御部は、切替先のオペレーティングシステムが自装置のメインオペレーティングシステムと異なるとき、前記メインオペレーティングシステムを、前記切替先のオペレーティングシステムに切替えることを特徴とする情報処理装置システム。

請求項3

請求項1または請求項2に記載の情報装置システムであって、前記第1の情報処理装置または前記第2の情報処理装置を複数備えたことを特徴とする情報処理装置システム。

請求項4

第1のオペレーティングシステムと該第1のオペレーティングシステム上で動作する第1のアプリケーションと第2のオペレーティングシステムと該第2のオペレーティングシステム上で動作する第2のアプリケーションとを実行し、切替制御部を有する情報処理装置において、前記切替制御部は、系切替通知を受信したとき、送信元IPアドレスから切替先のオペレーティングシステムとアプリケーションとサービスIPアドレスを特定し、このサービスIPアドレスを自装置に設定し、特定したアプリケーションのサービスを開始することを特徴とする情報処理装置。

請求項5

請求項4に記載の情報処理装置であって、前記切替制御部は、切替先のオペレーティングシステムが自装置のメインオペレーティングシステムと異なるとき、前記メインオペレーティングシステムを、前記切替先のオペレーティングシステムに切替えることを特徴とする情報処理装置。

請求項6

請求項4または請求項5に記載の情報処理装置であって、前記切替制御部は、前記特定したアプリケーションのサービスを開始したとき、前記系切替通知の送信元運用化終了通知を送信することを特徴とする情報処理装置。

技術分野

0001

本発明は、情報処理装置および情報処理装置システム係り、特に冗長切替可能な情報処理装置および情報処理装置システムに関する。

背景技術

0002

IPネットワークにおけるサービス提供には汎用サーバが広く使用されている。特にサービスの停止が許されないサービスにおいては、信頼性確保のためにサービス提供サーバ冗長化して運用を行っている。冗長運用では、サービス提供サーバに障害が発生し、サービス提供の継続が不可能な状態となると、別に用意されていた予備サーバ切り替えてサービスの提供を継続する。

0003

1つの汎用サーバ上で複数のオペレーティングシステム(以下OS)を動作させる技術として仮想化技術がある。ハードウェア仮想化には様々な実現方法があるが、特許文献1に記載された発明では、ハードウェア資源分割制御と適切な割り込み処理の実現により、1つの計算機上で複数のOSを同時に実行させる方法をマルチOS構成方法として述べている。

0004

また、特許文献2には、ネットワークを介して接続された複数拠点に設置したコンピュータシステム仮想マシンシステム技術を適用し、マスタシステムバックアップシステムを定期的に切替処理を行うことで、安定したシステム稼動管理を実現する発明が記載されている。

0005

特開平11−149385号公報
特開2005−173751号公報

発明が解決しようとする課題

0006

従来、IPネットワークにおけるサービス提供は、サービス内容保守運用多様性など様々な理由から、複数のOSが混在したシステムにより行われており、このようなシステムにおける冗長構成はそれぞれのOSごとに構築する必要があった。つまり、あるOS(A)を用いた汎用サーバと、あるOS(B)を用いた汎用サーバにおいて、それぞれ異なるサービスの提供を行う場合、OS(A)、OS(B)それぞれの汎用サーバに対する予備サーバ(以下待機系サーバ)が必要となる。このとき、待機系サーバはサービスの提供を行わないながらも、サービスの提供を行っている運用系サーバに障害が発生した場合などは、可能な限り短い時間で運用系サーバから待機系サーバへの系切り替えを実施しなければならないため、常時稼動させておかなければならない。系切り替え時間を可能な限り短くすることは、IPネットワークにおいて音声通信が行われてきている現在では必須である。

0007

しかし、以上のように複数の種類のOSが混在するシステムを用いてサービスを行う場合、多くの待機系サーバが存在することになり、資源の浪費となる。また、待機系サーバを稼動させておくための光熱費人件費などのコストも余分にかかることになる。
特許文献1および特許文献2には、これらの課題について、記載が無い。

課題を解決するための手段

0008

上述した課題は、第1のオペレーティングシステムと第1のオペレーティングシステム上で動作する第1のアプリケーションとを実行する第1の情報処理装置と、第2のオペレーティングシステムと第2のオペレーティングシステム上で動作する第2のアプリケーションとを実行する第2の情報処理装置と、第1のオペレーティングシステムと第1のアプリケーションと第2のオペレーティングシステムと第2のアプリケーションとを実行し、切替制御部を有する第3の情報処理装置とからなり、第1の情報処理装置は、自装置の第1のアプリケーションに対する操作を受け付けたとき、第3の情報提供装置の第1のアプリケーションに反映し、第2の情報処理装置は、自装置の第2のアプリケーションに対する操作を受け付けたとき、第3の情報処理装置の第2のアプリケーションに反映し、切替制御部は、系切替通知を受信したとき、送信元IPアドレスから切替先のオペレーティングシステムとアプリケーションとサービスIPアドレスを特定し、このサービスIPアドレスを自装置に設定し、特定したアプリケーションのサービスを開始する情報処理装置システムにより、達成できる。

0009

また、 第1のオペレーティングシステムと該第1のオペレーティングシステム上で動作する第1のアプリケーションと第2のオペレーティングシステムと該第2のオペレーティングシステム上で動作する第2のアプリケーションとを実行し、切替制御部を有し、切替制御部は、系切替通知を受信したとき、送信元IPアドレスから切替先のオペレーティングシステムとアプリケーションとサービスIPアドレスを特定し、このサービスIPアドレスを自装置に設定し、特定したアプリケーションのサービスを開始する情報処理装置により、達成できる。

発明の効果

0010

仮想化技術を用いた待機系サーバ(情報処理装置)を用いることにより、複数の種類のOSで構成されるシステムにおいても、1台の待機系サーバで冗長構成システムを構築できる。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、本発明の実施の形態に付いて、実施例を用い図面を参照しながら説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。ここで、図1サーバクライアントシステムブロック図である。図2は共通待機系ハードウェアブロック図である。図3クライアントと運用系サーバと共通待機系サーバとの間の通常時のシーケンス図である。図4は運用系サーバと共通待機系サーバとの間の切替のシーケンス図である(メインOS一致時)。図5は運用系サーバと共通待機系サーバとの間の切替のシーケンス図である(メインOS不一致時)。図6は共通待機系サーバの切替処理のフローチャートである。図7は他のサーバクライアントシステムのブロック図である。

0012

図1において、サーバクライアントシステム100は、スイッチングハブ20に接続された2台の運用系サーバ(運用系情報処理装置)30と、共通待機系サーバ(共通待機系情報処理装置)400と、クライアントコンピュータ(以下クライアント)10とから、構成される。

0013

あるOS(A)31−1を用いてサービス提供を行う運用系サーバ30−Aと、別のOS(B)32−1を用いてサービス提供を行う運用系サーバ30−Bは、それぞれ、OS31、32、系切り替えの際に切り替え制御を行う切替制御部33、OS31、32の上で動作するアプリケーション35、36から構成される。

0014

また、共通待機系サーバ400は、運用系サーバ30の待機系サーバとして動作し、1つの汎用サーバ上で複数の種類のOSを同時稼動させるための制御を行う仮想制御部410と、運用系サーバ30それぞれに対応したOS31、32、切替制御部33、アプリケーション35、36から構成される。

0015

さらに、仮想制御部410は、運用系サーバ30からの系切り替え通知を受信する系切替通知監視部412、仮想制御部410上で同時稼動する複数のOS31、32を制御するOS切替制御部411と、それぞれのOS31、32へのリソース割り振りを管理するリソース管理部413からなる。

0016

上記で示した運用系サーバ30−A、運用系サーバ30−Bおよび共通待機系サーバ400は、スイッチングハブ20により接続されており、クライアント10に対して、図示しないIPネットワークを通してサービスの提供を行う。

0017

システム運用時、共通待機系サーバ400は、OS(A)31−2、OS(B)32−2を同時稼動させる。この際、システム起動時に指定する稼動OSの優先度情報に従って、リソース管理部413は、メモリCPU使用率などのハードウェアリソースの割り振りを行う。この優先度の高いOSをメインOSと呼び、信頼性をより確保したい運用系サーバ30に対応するOSをメインOSとしておくことで、系切り替え前のデータ引継ぎなどの予備処理および実際の系切り替え処理において、十分なハードウェアリソースを用いて実行する。

0018

図2を参照して、共通待機系サーバ400のハードウェア構成を説明する。図2において、共通待機系サーバ400は、CPU420と、キャッシュメモリ430と、主記憶装置メインメモリ)440と、CPU420と主記憶装置440とを周辺機器に接続するチップセット450と、グラフィックコントローラ460と、ハードディスク470と、通信インタフェース480と、キャッシュメモリ430を介してCPU420とチップセット450とを接続するCPUバス491と、主記憶装置440とチップセット450を接続するメモリバス493と、チップセット450とグラフィックコントローラ460とハードディスク470と通信インタフェース480とを接続される内部バス492とから構成されている。図1で説明した共通待機系サーバ400の機能は、主記憶装置440に記憶されたプログラムをCPU420が実行することにより、実現される。

0019

表1を参照して、共通待機系サーバ400のOS切替制御部411が保持する運用系サーバ管理テーブルを説明する。表1において、運用系サーバ管理テーブルは、運用系サーバのIPアドレスと、サーバ番号と、OSと、アプリケーションと、サービスIPアドレスとから構成されている。ここで、IPアドレスは、運用系サーバ30の共通待機系サーバ400との通信用のIPアドレスである。サーバ番号は、運用系サーバ30を識別する番号である。OSは、運用系サーバ30で稼動中のOSを記載する。アプリケーションは、運用系サーバ30で稼動中のアプリケーションを記載する。サービスIPアドレスは、運用系サーバ30と共通待機系サーバ400が、クライアント10に見せるIPアドレスである。

0020

切替通知を受信したOS切替制御部411は、運用系サーバ管理テーブルを参照することで、送信元のIPアドレスから、送信元のサーバと、送信元サーバが実行中のOSとアプリケーションと、サービスIPアドレスを判定できる。

0021

表1運用系サーバ管理テーブル
-------------------------------------------------------------------------
IPアドレスサーバ# OSアプリケーションサービスIPアドレス
-------------------------------------------------------------------------
192.168.x.x 1 A WEB 210.235.x.x
192.168.x.y 2 BSIP210.235.x.y
-------------------------------------------------------------------------
図3を参照して、運用系サーバ30に障害がないときの、クライアントと運用系サーバと共通待機系サーバと間のシーケンスを説明する。なお、ここでは運用系サーバはWEBサーバであるとして説明する。

0022

図3において、クライアント10は、Webデータ書込み要求を運用系サーバ30に送信する(S507)。Webデータ書き込み要求を受信した運用系サーバ30は、データを追加し(S509)、Webデータ書き込み完了通知をクライアント10に送信する(S511)。運用系サーバ30は、さらに追加データを共通待機系サーバ400に送信する(S513)。追加データを受信した共通待機系サーバ400は、送信元をIPアドレスから判別し(S514)、該当サーバの保持データにデータを追加する(S515)。共通待機系サーバ400は、データ追加完了通知を運用系サーバ30に送信する(S517)。

0023

図4を参照して、共通待機系サーバのメインOSをOS(A)としたときの、OS(A)の運用系サーバとの間の系切り替え処理シーケンスを説明する。図4において、共通待機系サーバ400のメインOSとして、OS(A)がOS切替制御部411に登録されているとする。

0024

運用系サーバ30−Aの切替制御部33−1は、障害、保守者からの系切り替え指示などにより系切替契機を検知する(S35)。切替制御部33−1は、アプリケーションサービス停止処理を実施し(S37)、サービスIPアドレスを削除する(S39)。なお、ここでサービスIPアドレスとはクライアントに見せるIPアドレス(フローティングIPアドレス)であり、共通待機系サーバとの通信用のIPアドレスとは異なる。この状態で、切替制御部33−1は、待機状態となる。切替制御部33−1は、系切替通知を共通待機系サーバ400に対して、送信する(S43)。系切替通知を受信した共通待機系サーバ400の仮想制御部410は、送信元IPアドレスから系切替通知を送信したサーバを判定する(S45)。仮想制御部410は、メインOSがOS(A)なので、そのまま系切替通知を系切替通知を送信したサーバと同じOSに搭載された切替制御部33−3に送信する(S47)。

0025

系切替通知を受信した切替制御部33−3は、アプリケーション35−2にサービスIPアドレスを付与し(S49)、アプリケーションサービス開始処理を実行する(S51)。この状態で、共通待機系サーバ400は、運用状態となる。切替制御部33−3は、運用化終了通知を仮想制御部410に送信する(S55)。運用化終了通知を受信した仮想制御部410は、運用化終了通知を待機状態にある運用系サーバ30−Aの切替制御部33−1に送信する(S57)。

0026

図4のシーケンスが終了した状態で、クライアント10がアクセスすると、サービスIPアドレスは、共通待機系サーバ400に引き継がれているので、クライアント10は意識することなく共通待機系サーバ400に接続することになる。また、共通待機系サーバ400は、運用系サーバ30のバックアップを保持しているので、クライアント10に対するサービスを継続できる。

0027

図5を参照して、共通待機系サーバのメインOSをOS(B)としたときの、OS(A)の運用系サーバとの間の系切り替え処理シーケンスを説明する。ここで、共通待機系サーバ400のメインOSとして、OS(B)がOS切替制御部411に登録されているとする。

0028

運用系サーバ30−Aの切替制御部33−1は、障害、保守者からの系切り替え指示などにより系切替契機を検知する(S85)。切替制御部33−1は、アプリケーションサービス停止処理を実施し(S87)、サービスIPアドレスを削除する(S89)。この状態で、切替制御部33−1は、待機状態となる。切替制御部33−1は、系切替通知を共通待機系サーバ400に対して、送信する(S93)。系切替通知を受信した共通待機系サーバ400の仮想制御部410は、送信元IPアドレスから系切替通知を送信したサーバを判定する(S95)。仮想制御部410は、メインOSがOS(B)なので、メインOSをOS(A)に切替える(S97)。仮想制御部410は、系切替通知を系切替通知を送信したサーバと同じOSに搭載された切替制御部33−3に送信する(S99)。

0029

系切替通知を受信した切替制御部33−3は、アプリケーション35−2にサービスIPアドレスを付与し(S101)、アプリケーションサービス開始処理を実行する(S103)。この状態で、共通待機系サーバは運用状態となる。切替制御部33−3は、運用化終了通知を仮想制御部410に送信する(S107)。運用化終了通知を受信した仮想制御部410は、運用化終了通知を待機状態にある運用系サーバ30−Aの切替制御部33−1に送信する(S109)。

0030

図6を参照して、系切替通知を受信した共通待機系サーバ400の仮想制御部410の処理フローを説明する。図6において、仮想制御部410は、系切替通知を受信すると系切替通知を送信したサーバを判定する(S203)。仮想制御部410は、判定したサーバのOSと共通待機系サーバ400でメインOSとして稼動中か判定する(S205)。YESのとき、仮想制御部410は、系切替通知を切替制御部33−3に転送する(S209)。仮想制御部410は、運用化終了通知を受信したか判定する(S211)。YESなら終了し、NOなら運用化終了通知の受信を待つ。ステップ205でNOのとき、メインOSをOS(A)に切り替え(S207)、ステップ209に遷移する。

0031

本実施例に拠れば、以下のような効果を奏することができる。まず、複数のOSが混在するシステムにおいて冗長構成を構築する場合も、本実施例による仮想制御部を備えた共通待機系サーバを用いることにより、OSごとに待機系サーバを設ける必要がなく、物理的資源節減することが可能である。

0032

保守対象となるサーバ数を減らすことができるため、保守運用にかかる人件費や光熱費などのコストを節減することが可能である。さらに、共通待機系サーバの仮想制御部内に、各OSに割り当てるリソースの管理を行うリソース管理部を設けることで、システム内に混在する複数のOSを用いる運用系サーバに対して優先度を設けることができ、優先度の高い運用系サーバは系切り替え時間を短縮できるなど、より高い信頼性を確保することが可能である。

0033

各OSの切替制御を行う仮想制御部が、共通待機系サーバが複数のOSを収容していることを吸収することから、運用系サーバおよび共通待機系サーバ内の冗長切り替え制御を行う切替制御部は、待機系サーバが仮想制御部を用いた共通待機系サーバであることを認識する必要がない。よって、現行のシステムから上述したシステムへの移行が容易である。

0034

なお、上述した実施例では、1+1の運用系待機系システムを説明したが、これに限定されるものではなく、1+nの冗長構成システムに適用してもよい。これを図7を参照して説明する。

0035

図7において、サーバクライアントシステム100Aは、スイッチングハブ20に接続された(n+m)台の運用系サーバ30と、共通待機系サーバ400と、クライアントコンピュータ(以下クライアント)10とから、構成される。

0036

運用系サーバ30−A1〜30−Anは、OS(A)31を用いてサービス提供を行う汎用サーバである。また、運用系サーバ30−B1〜30−Bmは、OS(B)32を用いてサービス提供を行う汎用サーバである。また、共通待機系サーバ400は、運用系サーバ30の待機系サーバとして動作する。運用系サーバ30、共通待機系サーバ400の動作は、上述したとおりである。

図面の簡単な説明

0037

サーバクライアントシステムのブロック図である。
共通待機系のハードウェアブロック図である。
クライアントと運用系サーバと共通待機系サーバとの間の通常時のシーケンス図である。
運用系サーバと共通待機系サーバとの間の切替のシーケンス図である(メインOS一致時)。
運用系サーバと共通待機系サーバとの間の切替のシーケンス図である(メインOS不一致時)。
共通待機系サーバの切替処理のフローチャートである。
他のサーバクライアントシステムのブロック図である。

符号の説明

0038

10…クライアント、20…スイッチングハブ、30…運用系サーバ、31…OS(A)、32…OS(B)、33…切替制御部、35…アプリケーション、36…アプリケーション、100…サーバクライアントシステム、400…共通待機系サーバ、410…仮想制御部、411…OS切替制御部、412…系切替通知監視部、413…リソース管理部、420…CPU、430…キャッシュメモリ、440…主記憶装置、450…チップセット、460…グラフィックコントローラ、470…ハードディスク、480…通信インタフェース、491…CPUバス、492…内部バス、493…メモリバス。

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