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一、最核心的一句话区别

IPv4：地址不够用 → 靠 NAT 硬撑
IPv6：地址多到用不完 → 设计上不需要 NAT

二、最直观的区别（先有感觉）

三、地址格式（为什么 IPv6 看起来这么怪）

IPv4（32 位）

11000000.10101000.00000001.00000001→192.168.1.1

IPv6（128 位，16 进制）

2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001

IPv6 简写规则

• 连续的 0000 可以压缩为 ::（只能一次）

• 前导 0 可省略

• 2001:db8::1

四、地址数量为什么差这么夸张？

IPv4：

2³² ≈4.3billion

IPv6：

2¹²⁸ ≈340undecillion

IPv6 的地址多到：
可以给地球上每一粒沙子分配一个公网 IP

五、NAT：两代 IP 的分水岭

IPv4：NAT 是“续命方案”

• 地址不够

• 出现：

私有地址（192.168.x.x / 10.x.x.x）

NAT / PAT

• 后果：

网络结构复杂

P2P、VoIP、IPSec 麻烦

排错困难

IPv6：回归“端到端”

• 每个设备都可以有公网地址

• 理论上：

不需要 NAT

点对点直连

⚠️ 注意：

IPv6 没有 NAT ≠ 没有防火墙
安全靠 Firewall / Security Group

六、自动配置方式差异（很实用）

IPv4

• 需要：

  • DHCP

  • 或手动配置

IPv6

支持三种：

• SLAAC（无状态自动配置）

• DHCPv6

• SLAAC + DHCPv6

👉 设备插网线就能自动拿到全球唯一地址

七、协议层面的重要改进（IPv6 真不是“加长版 IPv4”）

1️⃣ 头部更简洁

2️⃣ 广播 → 多播

• IPv4：广播风暴

• IPv6：没有广播

• 使用 Multicast / Anycast

3️⃣ 原生支持 IPsec

• IPv4：可选

• IPv6：协议级支持（是否启用另说）

八、IPv4 vs IPv6 使用场景对比

九、现实世界的“残酷真相”

IPv6 是未来，但 IPv4 还死不了

为什么？

• 设备、应用、运维习惯

• 企业改造成本高

• NAT 还能继续“苟”

👉 现实状态：

• 双栈（Dual Stack） 是当前主流

• IPv6-only 正在移动网络、云原生里加速

十、和你前面 AWS 架构图的关系（重点）

在 AWS 中：

• IPv6 的 Private Subnet：

• 可以有公网 IPv6

• 但仍然“不可被访问”（靠 SG 控制）

一句面试级总结（非常好用）

IPv4 通过 NAT 延续了互联网，
IPv6 通过地址空间重建了互联网的端到端模型。