高校計算機教材的嚴謹性、時效性和表述清晰性問題分析

陳皓+向曙林

摘要：計算機專業(yè)教材是學生學習計算機知識的重要途徑。目前計算機教材種類繁多，但良莠不齊，一些教材存在著內(nèi)容過時、錯誤，或者概念表述不清晰，案例分析易導致誤解等不少問題。人民郵電出版社出版的《網(wǎng)絡工程設計與系統(tǒng)集成》（第3版）是“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材，我們以此教材為例進行分析，以期改進和完善計算機教材的編撰工作。

關鍵詞：計算機教材；嚴謹性；時效性；清晰性

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）26-0153-02

1 教材的嚴謹性問題

教材的內(nèi)容無論是講述理論，還是分析案例，都必須邏輯清晰，內(nèi)容嚴謹。普通大學的學生普遍存在知識儲備不足的問題，嚴謹?shù)慕滩氖撬麄兝斫夂驼莆招轮R最重要的途徑，如果教材講述的理論或案例有錯誤，將嚴重影響學生的學習效果。

1.1 概念闡述錯誤

本書P172頁7.1.2 IPv6地址配置一節(jié)中講述IPv6地址無狀態(tài)自動配置：

“在無狀態(tài)自動配置（Stateless Autoconfiguration）過程中，主機將它的網(wǎng)卡MAC附加在鏈接本地地址前綴FE80：：/10之后，產(chǎn)生一個鏈路本地單點傳送地址。接著 ……以驗證地址的唯一性……。否則，主機將使用一個隨機產(chǎn)生的接口ID組成一個新的鏈路本地單點傳送地址?！盵1]

IPv6地址的無狀態(tài)自動配置有兩種方式，分別是通過EUI-64算法生成和隨機生成。這段內(nèi)容涉及這兩種地址的生成方式，但在概念闡述上有錯誤：

1.1.1 通過EUI-64生成重復地址后的解決方法有錯誤

EUI-64算法由IEEE定義，具體算法是在48位的MAC的前24公司ID和后24位擴展ID之間插入0xFFE，構成64位EUI-64地址，然后將新地址的U/L位（第7位）求反，加上64位前綴，生成128位IPv6地址。

從EUI-64地址的生成方式我們知道，其與MAC緊密相聯(lián)，如果兩臺主機生成相同的EUI-64地址，其MAC一定相同。

網(wǎng)絡層通過IP傳送的數(shù)據(jù)，都由鏈路層通過MAC傳送。同一子網(wǎng)內(nèi)，主機MAC不允許重復。因為同一子網(wǎng)內(nèi)，相同MAC的主機相互間無法通信，而多臺相同MAC的主機與第三方通信時，由于交換機的MAC表會不斷重寫，將導致通信時斷時續(xù)，嚴重影響通信質(zhì)量。

如果通過EUI-64生成的IPv6地址在子網(wǎng)內(nèi)不唯一，就說明在子網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)了MAC沖突。產(chǎn)生MAC沖突的原因，除極少數(shù)是網(wǎng)絡設備生產(chǎn)商的原因，更多的可能是子網(wǎng)內(nèi)有非法修改的MAC。無論從通信質(zhì)量還是從網(wǎng)絡安全的角度，都必須查明原因，處理MAC沖突的問題后，才能重新生成地址。

因此，本書關于通過EUI-64生成IPv6地址沖突后，繼續(xù)使用隨機方式生成新地址的做法是有問題的。

1.1.2 IPv6隨機地址的作用不是用來解決EUI-64地址沖突

通過EUI-64可以生成唯一的IPv6地址，但使用這種地址會產(chǎn)生一個安全隱患。

由于EUI-64生成的地址與MAC緊密相關，通過IPv6地址，就能計算出MAC。這樣，我們的終端無論移動到哪里，別人都能根據(jù)我們的IPv6地址對我們進行跟蹤。這是一個安全隱患。

為解決這個問題，RFC3041提出了隨機生成地址的方法。這種方法是先產(chǎn)生一個偽隨機數(shù)，然后用MD5生成此偽隨機數(shù)的消息摘要，取出消息摘要的左64位，將第7位置0，生成64位的IPv6后綴。經(jīng)過一個生命周期，再用MD5對前次產(chǎn)生的消息摘要后64位計算消息摘要，再取出新消息摘要的前64位，并將第7位置0，生成新的IPv6地址后綴。[2]

由于隨機地址方式產(chǎn)生的IPv6地址是根據(jù)偽隨機數(shù)生成，無法預測；同時，地址都有一定的生命周期（數(shù)小時或幾天），生命周期結束后就自動重新生成，避免了被跟蹤的可能。所以在使用這種IPv6地址的環(huán)境下，用戶的安全和隱私得到了保證。

1.2 案例類型錯誤

VRRP和HSRP都是為解決網(wǎng)絡可靠性而提出的冗余協(xié)議。VRRP是由IETF提出的解決局域網(wǎng)中靜態(tài)網(wǎng)關出現(xiàn)單點失效現(xiàn)象的路由協(xié)議。HSRP則是Cisco提出的私有協(xié)議。兩者功能類似，但配置方式不同。

本書P103頁4.4.3 園區(qū)網(wǎng)VRRP+MSTP的配置一節(jié)，文字表述是配置VRRP，但實際配置文件則是HSRP。[2]

2 教材的時效性問題

由于計算機技術具有高速發(fā)展更新的特點，計算機教材對時效性有較高的要求。如果教材中的內(nèi)容是已被淘汰的技術，對學生的知識結構，學習興趣都將造成不良影響。

1） 本書6.1.4 內(nèi)存技術一節(jié)，內(nèi)容全是“古董”級的內(nèi)存技術，甚至還稱早已被淘汰的SDRAM“是目前十分流行的一種內(nèi)存”[2]，而對目前正在使用的DDR系列內(nèi)存沒做任何介紹。

2） 本書（6.1.2 服務器的CPU結構）與（6.2.1 服務器配置與選型）中介紹IA64體系結構時，對已被實踐證明并不理想的IA64體系結構依然推崇備至，稱其“IA64架構的廣泛資源、固有可擴展性和全面兼容性，將使它成為可支持更高性能的服務器和工作站的新一代處理器系統(tǒng)架構”[2]。然而，IA64架構由于兼容性和實際性能的問題，目前已沒有多少公司支持而處于瀕死狀態(tài)。

3） 本書P171頁 7.1.1 IPv6地址表示一節(jié)，第二段中的IPv4一致地址因存在問題已經(jīng)不建議使用；“本地站點地址”因沒有實際意義并可能導致更多的問題已經(jīng)被廢除，取面代之的是RFC4193定義的“本地唯一地址”。[2]

3 教材的表述清晰性問題

3.1 同一概念的內(nèi)容應由一個名詞表述endprint

由于計算機技術的很多術語都來自外文翻譯，同一術語在不同文獻中會出現(xiàn)不同的中文翻譯，但在同一本書中，應使用同一翻譯，不應混用。

如Basic Service Set和Extended Service Set，是無線局域網(wǎng)技術中的兩個概念，經(jīng)常翻譯成“基本（擴展）服務集”或“基本（擴展）服務區(qū)”。在P121頁5.2.4 無線局域網(wǎng)覆蓋與通信 一節(jié)，同一頁使用了“基本（擴展）服務”和“基本（擴展）服務”兩種翻譯方式[2]。這種做法不利于學生的學習和理解。

3.2 案例表述應避免引起學生誤解

案例分析是計算機課程的重要內(nèi)容。案例分析要求案例具有典型性和系統(tǒng)性，分析表述應清晰明了。

本書3.5節(jié) 大學校園網(wǎng)系統(tǒng)集成 是具體的案例講解，此案例通過使用三層交換機和二層交換機建立一個校園網(wǎng)。通過案例，要求學生掌握IP地址分配、VLAN劃分、三層交換及靜態(tài)路由的配置。這本是一個有較強系統(tǒng)性和典型性的案例，但案例的設置和表述不夠清晰，易導致學生錯誤理解三層交換機接口的配置，造成配置失敗。

三層交換機端口任一時刻只能工作在二層（數(shù)據(jù)鏈路層）或三層（網(wǎng)絡層）。當端口工作于二層時，可為端口分配VLAN和指定端口的二層工作模式；當端口工作于三層時，可為端口分配IP地址并配置路由。

本節(jié)P85頁3.5.3 校園網(wǎng)系統(tǒng)集成 第二段要求“將互連端口設置為路由接口（No Switchport），并在該端口設置互連IP地址”，同時，表3.3（核心層互聯(lián)及地址分配）中，列出了需分配IP地址的交換機端口，其中有“2/1端口”。然后，P86頁第三段又要求“在全局配置模式下，使用‘interface GigabitEthernet 2/1命令進入吉比特光口（2槽1口）配置狀態(tài)，使用switchp0ort mode trunk命令設置該端口為VLAN的干道”。[2]

如果讀者是熟悉三層交換機配置的工程師，他們能看懂案例，但對于本書的閱讀對象（從未接觸過交換機配置的學生），則會產(chǎn)生誤解。

因為案例中即沒有對端口配置進行明確的規(guī)劃，也沒有給出交換機名稱。初次接觸到交換機配置的學生可能會忽略端口的類型，直接根據(jù)端口號來進行端口配置。當他們看到兩個“2/1”端口時，可能會誤認為是指的一個端口，這將造成他們對網(wǎng)絡分層概念的理解混亂，最后配置失敗。

在教學案例中，案例設置應該清晰簡單，避免學生產(chǎn)生誤解，以利于學生通過案例理解需要掌握的知識。

4 小結

大學期間需要應用知識來對理論知識進行補充，否則學生很難深入理解所學知識，甚至產(chǎn)生理論知識無用的想法；同時，應用技術的課程，課時較少，更多依靠學生自學。這種情況下，如果教材內(nèi)容過時，表述不清晰，甚至內(nèi)容錯誤，對學生的學習效果將有很大的影響。教材的編撰者應當審慎嚴謹，以保證有良好的教學效果。

參考文獻：

[1] 楊陟卓，王賽.網(wǎng)絡工程設計與系統(tǒng)集成 [M].3版.北京：人民郵電出版社，2014.

[2] Narten T.Privacy Extensions for Stateless Address Autoconfiguration in IPv6.RFC 3041，January，2001.endprint