完整的 IPv6 指南：你需要知道的一切

互联网依赖于地址运行。1981 年，IPv4 的 43 亿个地址似乎是无穷无尽的。到 2011 年，它们已经用完了。IPv6 通过 340 涧个地址解决了这个问题——足以让地球上的每一粒沙子拥有数十亿个地址。但 IPv6 不仅仅是更大的数字。它是一个更清洁、更快速的协议，专为现代互联网而设计。

这是你的完整 IPv6 指南。无论你是在生产环境中部署它的系统管理员、构建 IPv6 就绪应用程序的开发人员，还是学习网络基础知识的学生，本指南都涵盖了你需要知道的一切。

TL;DR - 快速摘要

要点：

IPv6 使用 128 位地址（340 涧总数）vs IPv4 的 32 位（43 亿）
关键改进：不需要 NAT、内置 IPsec、自动配置（SLAAC）
地址类型：全局单播（公共）、链路本地（本地）、唯一本地（私有）
双栈（同时运行 IPv4+IPv6）是推荐的迁移方法
ICMPv6 是强制性的——阻止它会破坏 IPv6 功能

跳转至： 什么是 IPv6 | 地址 | 配置 | 安全性 | 迁移

如何使用本指南 #

这是一个支柱页面——一个链接到特定主题详细文章的综合路线图。从这里开始了解大局，然后深入研究对你最重要的文章。

如果你是 IPv6 新手：从上到下阅读本页，然后按顺序阅读基础文章。IPv6 基础知识文章是你的起点。

如果你正在部署 IPv6：跳到配置和迁移部分。双栈指南和迁移策略文章将帮助你快速运行。

如果你是开发人员：关注地址、DNS 和开发人员部分。IPv6 开发人员指南文章涵盖了 API 注意事项和常见陷阱。

如果你正在排除故障：跳转到诊断工具和故障排除部分。我们的 Ping、Traceroute 和 MTR 工具都支持 IPv6。

什么是 IPv6？#

IPv4 地址用完了。不是「可能用完」——它们实际上用完了。IANA 在 2011 年分配了最后的地址块。从那时起，我们一直在用 NAT、运营商级 NAT 和越来越复杂的技巧来解决耗尽问题。

IPv6 使用 128 位地址，而不是 IPv4 的 32 位。这是 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 个地址。写出来就是：三百四十涧。我们不会用完这些地址。

但协议重新设计不仅仅解决了地址空间问题。IPv6 消除了 NAT，简化了头部处理以实现更快的路由，从一开始就包含了 IPsec，并添加了无状态自动配置，使设备可以在没有 DHCP 的情况下自行配置。

IPv6 地址看起来像这样：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。八组用冒号分隔的十六进制数字。压缩规则允许你将其缩短为 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334，使地址更易于管理。

从这里开始

阅读 IPv6 基础知识 以全面了解 IPv6 地址、压缩规则以及相对于 IPv4 的关键协议改进。

理解 IPv6 地址 #

IPv6 地址是分层的和结构化的。前 64 位通常标识网络，后 64 位标识接口。这种清晰的划分使路由更快，子网划分更简单。

但并非所有 IPv6 地址都相同。不同的地址类型有不同的用途：

全局单播地址（2000::/3）可在公共互联网上路由
链路本地地址（fe80::/10）仅在本地网络段上工作
唯一本地地址（fc00::/7）是类似于 IPv4 中 RFC 1918 的私有地址
多播地址（ff00::/8）将数据包传递给主机组
特殊地址，如 ::1（环回）和 ::（未指定）

每种类型都解决特定问题。链路本地地址允许设备在获得全局地址之前进行通信。多播取代了 IPv4 的广播，减少了网络噪音。理解在不同场景中使用哪种地址类型是使用 IPv6 的基础。

IPv6 中的子网划分在半字节边界（4 位块）上工作，因为使用十六进制表示法。典型的家庭或企业获得 /48 分配，提供 65,536 个 /64 子网。这比大多数组织的 IPv4 地址总数还要多的子网。

地址深入探讨

IPv6 地址类型 - 单播、多播、任播和特殊地址的完整分解
IPv6 子网划分指南 - 通过实际示例学习高效划分地址空间

IPv6 如何工作 #

IPv6 用更清晰的设计替换了几个 IPv4 协议。理解这些核心机制有助于你配置、故障排除和优化 IPv6 网络。

ICMPv6：不仅仅是错误消息 #

在 IPv4 中，ICMP 处理错误消息和 ping。IPv6 的 ICMPv6 可以做到这一点，还可以进行邻居发现、路由器发现、路径 MTU 发现等。它是必不可少的——在防火墙上阻止 ICMPv6，IPv6 就会停止工作。

ICMPv6 包括邻居发现协议（NDP），它取代了 ARP。NDP 不是向每个主机广播「谁有这个 IP 地址？」，而是使用目标多播。它更高效，更安全（特别是使用安全邻居发现扩展）。

路由器通告消息允许路由器自动宣布网络前缀。设备侦听这些通告并在没有手动干预或 DHCP 的情况下自行配置。

了解更多：ICMPv6 解释涵盖错误消息、NDP、路由器发现，以及为什么不能阻止 ICMPv6。

地址自动配置 #

IPv6 设备可以使用 SLAAC（无状态地址自动配置）自行配置。以下是插入以太网电缆时发生的情况：

接口生成链路本地地址（fe80::/10）
它发送邻居请求以检查该地址是否唯一
它侦听来自本地路由器的路由器通告
路由器通告网络前缀（如 2001:db8:1::/64）
设备将前缀与生成的接口 ID 组合
现在它有一个全局单播地址，并知道默认网关

不需要 DHCP 服务器。设备在几秒钟内自行配置。

你仍然可以使用 DHCPv6 进行集中管理、DNS 服务器分配或其他选项。许多网络同时运行 SLAAC 和 DHCPv6。SLAAC 处理基本连接；DHCPv6 提供附加配置。

了解更多：DHCPv6 vs SLAAC 解释何时使用每种方法以及如何将它们一起运行。

配置 IPv6 #

启用 IPv6 取决于你的操作系统和网络设置。大多数现代系统开箱即支持双栈（IPv4 和 IPv6 同时运行）。你通常只需要启用它并配置你的路由器。

操作系统支持 #

Windows、macOS、Linux、iOS 和 Android 都默认启用 IPv6。FreeBSD、OpenBSD 和企业 Linux 发行版等企业系统具有强大的 IPv6 支持。配置语法有所不同，但概念是相同的。

常见任务包括：

在网络接口上启用 IPv6
配置静态地址或 SLAAC
设置路由和默认网关
配置支持 AAAA 记录的 DNS 解析器
调整防火墙以允许 ICMPv6

了解更多：如何启用 IPv6 提供 Windows、macOS、Linux 和各种服务器平台的分步说明。

DNS 和 IPv6 #

IPv6 的 DNS 记录使用 AAAA 记录（发音为「quad-A」）而不是 A 记录。AAAA 记录将主机名映射到 IPv6 地址，就像 A 记录映射到 IPv4 地址一样。

客户端通常同时查询 A 和 AAAA 记录。如果服务器同时具有 IPv4 和 IPv6 地址，客户端更喜欢 IPv6（遵循 Happy Eyeballs 算法，如果 IPv6 失败则快速回退）。

反向 DNS 使用 ip6.arpa 而不是 in-addr.arpa。地址在半字节级别反转，这一开始看起来很奇怪，但遵循与 IPv4 相同的分层委派模式。

DNS64 是一种特殊机制，可以从 A 记录合成 AAAA 记录，让纯 IPv6 客户端访问纯 IPv4 服务器。它通常部署在运行纯 IPv6 基础设施的移动网络中。

了解更多：IPv6 DNS 配置涵盖 AAAA 记录、反向 DNS、DNS64 和解析器配置。

IPv6 安全 #

IPv6 不会自动比 IPv4 更安全或更不安全。它消除了一些 IPv4 漏洞（如 ARP 欺骗），并引入了新的考虑因素（如大规模地址空间使扫描更困难，但 NDP 缓存耗尽成为可能）。

安全基础 #

巨大的地址空间使盲目扫描变得不切实际。攻击者试图通过扫描 /64 子网中的每个地址来查找主机，每秒十亿个地址需要 5.84 亿年。但使用可预测寻址模式的目标攻击仍然有效。

IPsec 支持从一开始就内置在 IPv6 中。在 IPv4 中，IPsec 是后来改装的，除了 VPN 之外从未得到广泛采用。IPv6 更清洁的 IPsec 集成使加密通信更容易——尽管它仍然不是通用的。

扩展头部提供灵活性，但会产生攻击面。防火墙和路由器必须小心处理它们。一些网络完全丢弃带有扩展头部的数据包，这会破坏合法用例，如分片。

了解更多：IPv6 安全注意事项涵盖攻击向量、防御策略和常见安全错误。

防火墙规则 #

IPv6 防火墙的工作方式与 IPv4 防火墙类似，但有关键区别。你必须允许 ICMPv6 类型 133-137（邻居发现和路由器通告），否则 IPv6 会停止工作。阻止所有 ICMPv6 不是一个选项。

默认拒绝策略的工作方式相同：阻止所有入站连接，除了已建立的连接和明确允许的服务。内部主机上的全局单播地址是可路由的，因此防火墙规则比在 IPv4 NAT 环境中更重要。

许多组织最初在学习模式下运行 IPv6 防火墙，记录所有流量以在执行拒绝规则之前了解合法模式。这可以防止破坏意外的服务。

了解更多：IPv6 防火墙配置包括常见平台和服务的示例防火墙规则。

隐私扩展 #

基于 MAC 的接口 ID 会在网络之间泄露硬件地址。如果你的笔记本电脑在任何地方生成相同的接口 ID，即使前缀更改，观察者也可以在不同网络中跟踪你。

隐私扩展（RFC 4941）通过生成定期更改的随机接口 ID 来解决此问题。Windows、macOS、iOS 和 Android 默认启用此功能。Linux 发行版各不相同——一些启用它，一些不启用。

对于服务器，稳定的地址更有意义。对于用户设备，隐私扩展可减少跟踪。根据你的用例进行选择。

了解更多：IPv6 隐私扩展解释跟踪风险和隐私保护机制。

迁移策略 #

你不能一夜之间翻转开关并转换到 IPv6。迁移使用双栈、隧道或转换机制逐步进行。

双栈：同时运行两者 #

最常见的方法是在同一网络上同时运行 IPv4 和 IPv6。每个设备都有两种地址类型。应用程序在可用时首选 IPv6，并在需要时回退到 IPv4。

双栈很简单，但需要两种协议的地址空间。你需要 IPv4 地址以实现传统兼容性，需要 IPv6 地址以面向未来。随着时间的推移，随着服务和客户端专门支持 IPv6，你可以弃用 IPv4。

今天，大多数连接互联网的网络都运行双栈。AWS、Google Cloud 和 Azure 等云提供商都支持它。Cloudflare 等 CDN 通过两种协议提供内容。你的基础设施也应该如此。

了解更多：双栈 IPv4/IPv6 指南涵盖部署规划、路由配置和常见问题。

隧道和转换 #

当双栈不可行时，隧道将 IPv6 数据包封装在 IPv4 中（反之亦然）。隧道允许隔离的 IPv6 网络通过纯 IPv4 基础设施进行通信。

常见隧道协议：

6to4：使用公共 IPv4 地址的自动隧道
6rd：ISP 管理的隧道，用于快速 IPv6 部署
Teredo：通过 NAT 的隧道（已弃用，被更好的选项替代）
6in4：点对点连接的手动隧道

NAT64 和 DNS64 等转换机制允许纯 IPv6 客户端访问纯 IPv4 服务器。移动运营商广泛使用此功能——许多手机在蜂窝网络上仅使用 IPv6，仅在需要时才转换为 IPv4。

了解更多：IPv6 迁移策略通过部署场景和建议解释所有迁移机制。

生产环境中的 IPv6 #

在生产环境中部署 IPv6 需要的规划不仅仅是在路由器上启用它。你需要工作的 DNS、监控、日志记录、应用程序支持和清晰的回滚计划。

云平台支持 #

主要云提供商支持 IPv6，集成程度各不相同：

AWS：VPC 支持双栈，大多数服务支持 IPv6，一些需要配置
Google Cloud：默认双栈 VPC，跨服务的出色 IPv6 支持
Azure：双栈支持，区域可用性各不相同
DigitalOcean：所有 Droplet 上的 IPv6，配置简单
Hetzner：原生 IPv6 支持，/64 分配标准

云部署通常比本地部署更容易，因为提供商处理路由和地址分配。你为双栈操作配置实例和安全组。

了解更多：云中的 IPv6涵盖主要云平台的配置细节。

最佳实践 #

生产 IPv6 部署遵循最小化风险和最大化兼容性的模式：

尽可能在任何地方运行双栈
对服务器使用稳定地址，对客户端使用隐私扩展
在防火墙上允许所需的 ICMPv6 类型
为两个地址族配置监控
在生产部署之前测试应用程序兼容性
实施 DNS AAAA 记录以及 A 记录
记录你的地址分配计划

许多组织首先将 IPv6 部署到新基础设施，在迁移关键系统之前获得经验。这种分阶段的方法可以降低风险，同时建立机构知识。

了解更多：IPv6 最佳实践提供生产部署的全面检查表。

开发人员注意事项 #

应用程序需要更新才能正确支持 IPv6。大多数网络库支持双栈，但假设 32 位地址或解析点分十进制表示法的代码会中断。

常见问题：

配置中的硬编码 IPv4 地址
期望点而不是冒号的字符串解析
对于 IPv6 地址来说太小的数据库字段（最少使用 VARCHAR(45)）
仅跟踪 IPv4 的日志记录和监控
不尝试两个地址族的套接字代码

Happy Eyeballs 算法（RFC 8305）优雅地处理双栈连接。首先尝试 IPv6，如果失败则快速回退到 IPv4。现代 HTTP 库自动实现此功能。

了解更多：IPv6 开发人员指南涵盖 API 更改、常见陷阱和测试策略。

IPv6 故障排除 #

IPv6 的诊断工具与 IPv4 对应工具类似，但使用不同的协议和地址格式。

基本工具 #

ping6：发送 ICMPv6 回显请求，验证连接性
traceroute6：映射数据包通过网络的路径
mtr：将 ping 和 traceroute 与实时统计相结合
nslookup/dig：查询 AAAA 记录并验证 DNS 配置
tcpdump/wireshark：捕获和分析数据包，包括 ICMPv6

所有这些工具都可以在 ping6.net 上使用：

IPv6 Ping 工具 - 使用详细统计测试可达性
IPv6 Traceroute 工具 - 使用逐跳延迟跟踪数据包路径
IPv6 MTR 工具 - 具有数据包丢失检测的实时网络诊断
IPv6 DNS 查询 - 查询 AAAA 记录并验证 DNS 配置

常见问题 #

没有 IPv6 连接：检查你的接口是否具有全局单播地址，验证是否正在接收路由器通告，确认你的 ISP 提供 IPv6。

间歇性故障：通常由路径 MTU 发现问题引起。验证 ICMPv6 类型 2（数据包太大）消息未被阻止。

连接缓慢：通常意味着 IPv6 失败，应用程序在超时后回退到 IPv4。修复 IPv6 连接或完全禁用它。

DNS 解析失败：检查你的解析器是否返回 AAAA 记录，验证权威 DNS 服务器具有正确的记录，使用多个解析器进行测试。

了解更多：IPv6 故障排除指南通过常见问题的系统诊断。

文章索引 #

所有文章都按类别组织，便于导航。这是你成为 IPv6 深度专家的路线图。

基础知识 #

如果你是 IPv6 新手或需要全面的基础，请从这里开始。

文章	描述	级别
IPv6 基础知识	核心概念、地址格式、压缩规则和协议改进	初学者
IPv6 地址类型	全局单播、链路本地、多播、任播和特殊地址	初学者
IPv6 子网划分指南	子网分配、地址规划和实际示例	中级
ICMPv6 解释	错误消息、NDP、路由器发现以及为什么 ICMPv6 至关重要	中级

配置 #

在真实系统上启用和配置 IPv6 的实用指南。

文章	描述	级别
如何启用 IPv6	Windows、macOS、Linux 和服务器的分步说明	初学者
DHCPv6 vs SLAAC	无状态与有状态自动配置以及何时使用每种方法	中级
IPv6 DNS 配置	AAAA 记录、反向 DNS、DNS64 和解析器设置	中级

安全 #

保护你的 IPv6 网络并了解安全环境。

文章	描述	级别
IPv6 安全注意事项	攻击向量、防御策略和安全最佳实践	中级
IPv6 防火墙配置	防火墙规则、ICMPv6 要求和示例配置	中级
IPv6 隐私扩展	跟踪风险、隐私扩展和临时地址	中级

迁移 #

使用经过验证的策略自信地从 IPv4 迁移到 IPv6。

文章	描述	级别
IPv6 迁移策略	双栈、隧道和转换机制概述	中级
双栈 IPv4/IPv6 指南	通过详细示例同时部署两种协议	中级

生产部署 #

自信地将 IPv6 从实验室带到生产环境。

文章	描述	级别
云中的 IPv6	AWS、GCP、Azure 等的平台特定指南	中级
IPv6 最佳实践	生产部署检查表和经过验证的模式	高级
IPv6 开发人员指南	API 注意事项、代码更改和测试策略	中级