一、IPv6 相比 IPv5 核心五大改进★★★★地址空间大幅扩容地址由 32 位升级为 128 位地址总量\(2^{128}\)支持分层寻址、无状态自动配置取消广播新增任播地址。头部简化转发效率提升IPv4 头部最多 60 字节、12 个字段IPv6 固定 40 字节基础头部、仅 8 个基础字段取消头部校验和引入路径 MTU 发现中间路由器禁止分片仅源主机分片。扩展头灵活扩展功能用链式扩展头替代 IPv4 可变选项字段扩展头统一划入负载部分不占用基础头部。新增流标签Flow Label20 位专属字段专门标记音视频、实时业务数据流原生支持 QoS 调度。原生内置 IPSecAH 认证头、ESP 加密头作为标准扩展头IPv4 需额外部署 IPSec。二、IPv6 基础报文头部字段详解★★★★★基础头部固定 40 字节各字段作用版本4bit固定二进制 01106区分 IPv4 (01004)通信类型 Traffic Class8bit等价 IPv4 TOS 服务优先级字段流标签 Flow Label20bitIPv6 独有标识实时业务流IPv4 无对应字段负载长度 Payload Length16bit仅统计扩展头 上层数据不含 40 字节基础头下一头 Next Header8bit标识紧随头部内容扩展头 / TCP/UDP跳数限制 Hop Limit8bit完全等价 IPv4 TTL每过一台路由 - 1归零丢弃源地址128bit、目的地址128bit高频真题对比IPv4 头部可变 20~60BIPv6 基础头固定 40BIPv6 无头部校验和历年判断错题核心考点Flow Label 是 IPv6 独有字段无 IPv4 对应项三、IPv6 扩展头部分类与顺序★★★★扩展头依靠「下一头」字段链式串联处理顺序固定逐跳头必须放在第一位扩展头编号名称核心功能0逐跳选项头所有中间路由器必须处理严格源路由43路由选择头松散源路由指定途经路由器列表44分片头仅源主机分片中间路由不分片50ESPIPSec 加密扩展头51AHIPSec 完整性认证头关键考点逐跳选项头全网所有路由器都解析其余扩展头仅目的主机处理分片机制IPv6 中间路由器不分片依靠 PMTU 发现仅源端拆分报文四、IPv6 地址书写规范★★★★总长 128 位分为 8 组 16 位十六进制用冒号:分隔 标准示例2001:0DB8:0000:0000:0001:0002:0003:0004简写三条规则 ① 每组开头前导 0 可省略0DB8 → DB8 ② 连续多组全 0可用双冒号::一次性压缩 ③ 双冒号全文仅允许出现 1 次避免地址无法还原IPv4 兼容格式末尾 4 组可写成点分十进制例::192.168.1.1五、IPv6 三大地址类型 特殊地址★★★★★1 单播地址一对一通信1可聚合全球单播 前缀 001二进制公网全球可路由互联网终端通用地址2链路本地地址 前缀 FE80::/10仅同一二层链路互通依靠 EUI-64 自动生成 EUI-64 生成规则MAC6 字节中间插入 FFFE第 7 比特翻转 例 MAC3C-52-82-49-7E-9D → 3E:52:82:FF:FE:49:7E:9D3站点本地私有 前缀 FEC0::/12企业内网隔离不可公网路由2 组播多播前缀 FF00::/8完全替代 IPv4 广播IPv6无广播地址常用组播FF02::1本网所有节点、FF02::2本网路由器3 任播地址仅分配给路由器只能作为目标地址自动匹配距离最近设备不能用作源 IP必考特殊 IPv6 地址不确定地址::主机 DHCP 请求源地址等价 IPv4 0.0.0.0环回地址::1本机协议栈测试等价 127.0.0.16to4 隧道地址2002::/16IPv4 网络传输 IPv6 专用过渡地址六、IPv6 地址自动配置方式无状态自动配置主流 路由器广播 64 位网络前缀主机用 MAC 生成 EUI-64 接口 ID 拼接完整地址无需 DHCP 服务器有状态 DHCPv6 DHCP 服务器下发完整 128 位地址、网关、DNS类比 IPv4 DHCP七、配套关联协议★★★ICMPv6 替代 IPv4 ICMP新增邻居发现协议 NDP完全替代 ARP内置 PMTU 路径 MTU 探测路由协议对应 IPv4RIPv2、OSPFv2、BGP4 IPv6RIPng、OSPFv3、BGP4八、IPv4→IPv6 三大过渡技术★★★★双栈技术现网 95% 主流 设备同时运行 IPv4、IPv6 两套协议栈可同时处理两种报文优先使用 IPv6 访问隧道技术 IPv6 报文封装在 IPv4 报文中穿越现有 IPv4 骨干适用场景两地 IPv6 孤岛互通NAT-PT 协议翻译 纯 IPv6 主机 ↔ 纯 IPv4 主机互通做报文头部双向转换类比翻译器两种协议完全隔离场景专用真题区分双栈同一设备支持双协议隧道IPv6 包走 IPv4 网络NAT-PT纯 IPv4 与纯 IPv6 终端直接通信九、本章综合重难点速查表知识点模块核心结论高频易错点考试星级IPv6 头部固定 40 字节无校验和流标签独有IPv6 头部更长、带校验和★★★★★Hop Limit等价 IPv4 TTL作用是带宽限制★★★扩展头逐跳头必须首位中间路由不分片路由头所有路由器处理★★★★地址简写:: 只能出现 1 次前导 0 可删多段零多次用双冒号★★★地址分类单播 / 组播 / 任播无广播IPv6 存在广播地址★★★★★FE80 链路本地MAC 生成 EUI-64仅链路互通FE80 可跨三层路由★★★过渡技术双栈主流隧道跨 IPv4NAT-PT 协议互转隧道用于纯 4/6 互通★★★★ICMPv6NDP 替代 ARPIPv6 依旧使用 ARP★★