发明名称 基于吉布斯系综理论的网络系统状态确定方法
摘要 本发明公开了一种基于吉布斯巨正则系综理论的网络系统状态确定方法,所述网络系统由Socketon组成,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)由Socketon的体确定Socketon的附加能量;(2)根据附加能量确定网络系统的内能;(3)基于网络系统的内能采用吉布斯巨正则系综理论获取网络系统的巨配分函数;(4)根据获取的巨配分函数确定网络系统的状态参量,进而根据状态参量确定网络系统的状态。本方法通过对吉布斯巨正则系综理论中的系统内能以及成分进行更新,从而完善应用在网络系统中的吉布斯巨正则系综理论,并将完善后的吉布斯巨正则系综理论应用于网络系统状态确定过程中,获得网络系统的状态,为网上知识产权或电子商务方面法律纠纷现象提供准确的证据。
申请公布号 CN101854274B 申请公布日期 2013.05.08
申请号 CN201010174317.9 申请日期 2010.05.07
申请人 湖北经济学院;高孝铨 发明人 高孝铨;李红艳;黄晓武
分类号 H04L12/26(2006.01)I;H04L29/06(2006.01)I 主分类号 H04L12/26(2006.01)I
代理机构 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 代理人 潘杰
主权项 一种基于吉布斯巨正则系综理论的网络系统状态确定方法,所述网络系统由传输子组成,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)由传输子的体确定传输子的附加能量,具体地,由于传输子的体具有大小不一的比特量,因此传输子具有一个附加的质量,进而具有附加能量ε′i;(2)根据所述附加能量确定网络系统的内能,具体地,网络系统的内能E为:E=∑(εi+ε′i),其中εi为第i种成分的能量,它只是广义坐标和广义动量及外场参量的函数;ε′i为第i种成分因其具有附加质量所具有的附加能量;(3)基于所述网络系统的内能,采用吉布斯巨正则系综理论获取网络系统的巨配分函数,具体为:将所述传输子的头的目标IP地址、目标端口、源IP地址和源端口作为传输子广义的成分;基于所述网络系统的内能以及所述广义的成分,采用吉布斯巨正则系综理论获取网络系统的巨配分函数;以及(4)根据所述获取的巨配分函数确定所述网络系统的状态参量,进而根据所述状态参量确定所述网络系统的状态,所述网络系统的状态包括巨匹配分函数、宏观量平均值、网络系统总热度、各种成分的平均数、外界对网络系统的作用力的平均值、网络系统的总熵、自由能、热度涨落和各种成分的涨落,网络系统各状态的确定为:多种成分的网络系统的分布函数‑吉布斯巨正则分布函数为: <mrow> <mi>&rho;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <munder> <mi>&Pi;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>!</mo> </mrow> </mfrac> <mo>&Integral;</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&xi;</mi> <mo>-</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>&beta;E</mi> </mrow> </msup> <mi>d&Omega;</mi> </mrow>其中, <mrow> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mi>&beta;</mi> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mi>kT</mi> </mfrac> <mo>,</mo> <mi>&beta;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>kT</mi> </mfrac> </mrow>式中:k为波尔兹曼常数,T为绝对温度,μ为成分的化学势能,N为成分的数目,ξ为单一成分吉布斯巨正则系综的配分函数的对数,μi为第i种成分的 传输子的广义化学势,与传输子体的比特质量有关,Ni为第i种成分数,E为网络系统的总内能,Ω代表相空间,dΩ则为相体积元,归一化条件为: <mrow> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </munder> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <munder> <mi>&Pi;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>!</mo> </mrow> </mfrac> <mo>&Integral;</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&xi;</mi> <mo>-</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>&beta;E</mi> </mrow> </msup> <mi>d&Omega;</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow>由归一化条件得出网络巨正则系综的巨配分函数为: <mrow> <mi>&Xi;</mi> <mo>=</mo> <msup> <mi>e</mi> <mi>&xi;</mi> </msup> <mo>=</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </munder> <mfrac> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msup> <mrow> <munder> <mi>&Pi;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>!</mo> </mrow> </mfrac> <mo>&Integral;</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&beta;E</mi> </mrow> </msup> <mi>d&Omega;</mi> </mrow>对ξ求导,得到网络系统的宏观量平均值为: <mrow> <mover> <mi>u</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </munder> <mfrac> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&xi;</mi> <mo>-</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msup> <mrow> <munder> <mi>&Pi;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>!</mo> </mrow> </mfrac> <mo>&Integral;</mo> <msup> <mi>ue</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&beta;E</mi> </mrow> </msup> <mi>d&Omega;</mi> </mrow>因此,对于由传输子所组成的以太网系统,众热力学函数公式如下:网络系统总热度: <mrow> <mover> <mi>E</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </munder> <mfrac> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&xi;</mi> <mo>-</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msup> <mrow> <munder> <mi>&Pi;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>!</mo> </mrow> </mfrac> <msup> <mrow> <mo>&Integral;</mo> <mi>Ee</mi> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&beta;E</mi> </mrow> </msup> <mi>d&Omega;</mi> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&xi;</mi> </mrow> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&beta;</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>网络系统第i种成分的平均数: <mrow> <mover> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&xi;</mi> </mrow> <msub> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&alpha;</mi> </mrow> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> </mrow>外界对网络系统的作用力Yλ的平均值: <mrow> <mover> <msub> <mi>Y</mi> <mi>&lambda;</mi> </msub> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>&beta;</mi> </mfrac> <mfrac> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&xi;</mi> </mrow> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>&lambda;</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>网络系统的总熵: <mrow> <mi>S</mi> <mo>=</mo> <mi>k</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&xi;</mi> <mo>-</mo> <mi>&beta;</mi> <mfrac> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&xi;</mi> </mrow> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&beta;</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&xi;</mi> </mrow> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>网络系统的自由能: <mrow> <mi>F</mi> <mo>=</mo> <mover> <mi>E</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <mi>TS</mi> </mrow>网络系统的热度涨落: <mrow> <mover> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>E</mi> <mo>-</mo> <mover> <mi>E</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mover> <msup> <mi>E</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mover> <mi>E</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mo>&PartialD;</mo> <mn>2</mn> </msup> <mi>&xi;</mi> </mrow> <msup> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&beta;</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mover> <mi>E</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> </mrow> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&beta;</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>其中, <mrow> <mover> <msup> <mi>E</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </munder> <mfrac> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <munder> <mi>&Sigma;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msup> <mrow> <munder> <mi>&Pi;</mi> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>!</mo> </mrow> </mfrac> <mo>&Integral;</mo> <msup> <mi>E</mi> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&beta;E</mi> </mrow> </msup> <mi>d&Omega;</mi> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&xi;</mi> </mrow> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&beta;</mi> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mo>&PartialD;</mo> <mn>2</mn> </msup> <mi>&xi;</mi> </mrow> <msup> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&beta;</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> </mrow>网络系统第i种成分的涨落: <mrow> <mover> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mover> <msubsup> <mi>N</mi> <mi>i</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mover> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mo>&PartialD;</mo> <mn>2</mn> </msup> <mi>&xi;</mi> </mrow> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <msubsup> <mi>&alpha;</mi> <mi>i</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mover> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&OverBar;</mo> </mover> </mrow> <msub> <mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>&alpha;</mi> </mrow> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> <mo>.</mo> </mrow>
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