一、只有源端能分

IPv6 把「中间路由器分片」这件事彻底删了。 要分片，只有发送方自己分；中间设备过不去，只能回一个 ICMPv6「包太大」。

第三行是这次改动的全部意义：从「偷偷切」变成「明确报错」。 报错意味着源端一定会知道，而「偷偷切」意味着源端永远不知道自己的包被切成了几片。 这个改动让路由器的工作变简单了： 不用维护重组缓冲区，不用等片到齐，转发路径上少了一整类状态。 代价是「源端必须自己搞清楚路径 MTU」——所以 PMTUD 从「优化」变成了「必需」。

二、分片扩展首部

IPv6 的分片信息放在「分片扩展首部」里，长度固定 8 字节。 它只在需要分片时出现，不分片就没有。

第五行那个 32 位标识比 IPv4 宽： IPv4 只有 16 位，包一多就容易重号；IPv6 给到 32 位，撞号概率大大降低。 这是「顺手改好」的一个细节。 「只在需要时出现」是扩展首部机制的好处：不分片的包完全不带这 8 字节， 而 IPv4 的「标识、标志、片偏移」是每个包都占着位置。

三、1280 这条底线

因为路由器不能分片，链路的 MTU 就必须「自己扛得住」。 规范把底线定在 1280 字节：任何一条能跑 IPv6 的链路，都必须能传 1280 字节的包。

第三行是实际会遇到的问题：隧道封装会吃掉几十字节，套两层就可能低于 1280。 这时只能「在隧道入口就把包切到 1280 以下」， 或者干脆在隧道里再分片——后者很别扭，但有时没别的办法。 所以「1280」不是一个随便定的数：它要「比以太网小得多（容得下封装开销）」， 又要「比 576（IPv4 的老底线）大得多（效率不至于太差）」。

四、和 IPv4 的取舍对比

两种设计各有代价，值得摆在一起看：

第二行是这次改动的核心价值：「谁发包谁负责」比「路上谁都能改」更符合工程直觉。 IPv4 的分片像是「邮局替你拆包裹」——拆了你还不知道，丢了也算你的。 第四行是 IPv6 的「隐性门槛」：它要求「链路必须达标」， 所以老网络升级 IPv6 时，第一件事往往是「量一遍 MTU」。 这也是 IPv6 部署比想象中慢的原因之一。

五、动手 Demo：IPv6 只在源端分片

先算「分片时每片能装多少」，再把 4000 字节切一遍。 注意 1448 和 1460 的差：分片要多带 8 字节的扩展首部。

mtu, data = 1500, 4000
per = (mtu - 40 - 8) // 8 * 8
off = 0
while data > 0:
    take = min(per, data)
    data -= take
    print(take, off, 1 if data else 0)
    off += take // 8

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
IPv6 只在源端分片
--------------------------------------------------------------------
**IPv6 把「中间路由器分片」这件事取消了**：
**要分，只有发送方自己分；中间设备遇到太大的包，只能回一个「包太大」。**
**这一刀砍掉了路由器最讨厌的一类工作。**

**先看一片能装多少数据**：
  链路 MTU     分片时每片数据     不分片时每片数据
  -------------------------------------------------
  1500         1448               1460
  1280         1232               1240
  9000         8952               8960

**第二列比第三列少 8**——**因为分片时要多带一个 8 字节的「分片扩展首部」。**

**拿 4000 字节数据在 MTU 1500 上切**：
  片号     数据长度     偏移（8 字节）     M 标志
  ------------------------------------------------
  1        1448         0                  1
  2        1448         181                1
  3        1104         362                0

**3 片拼出 4000 字节**，**每片都不超过 1500**（数据加 40 加 8）。

**「路由器不分片」带来一个硬约束**：**链路的 MTU 必须至少 1280**，
**否则 IPv6 根本跑不起来**——**这也是为什么所有 IPv6 的规范都把 1280 写成「最低要求」。**

**对比一下 IPv4**：
**IPv4 允许中间路由器分片，看着「更宽容」，实际更糟**——
**因为分片在中间发生，源端不知道，重传的代价全由接收方承担。**
**IPv6 把这件事推回源端，是「让该负责的人负责」。**

1448 这个数要会算：1500 减 40（IPv6 头）再减 8（分片首部）得 1452， 向下取到 8 的倍数就是 1448。 而 IPv4 那边是 1480——同样 1500 的链路，IPv6 每片少装 32 字节。 这个差不是小事：分片场景下 IPv6 要切更多片，掉一片全丢的风险更高。 所以「IPv6 更快」这句话要加限定：首部处理更快，但分片场景反而更费。 最后那张对比表里「实现复杂度」这一行最值得想：IPv4 把复杂度摊给了所有路由器， 所以「任何一台设备都要能分片」；IPv6 把它收回到两端，路由器可以做得更简单更快。 这是「端到端原则」的一次回归。

30 秒实验

1. 算一下：MTU 1280 时，IPv6 分片每片最多装多少数据？
2. 想一下：为什么 IPv6 的最低 MTU 定在 1280 而不是 1500？
3. 想一下：隧道场景为什么容易出 MTU 问题？

常见误区

1. 以为「IPv6 完全不能分片」。 源端可以分，只是路由器不许分。
2. 以为「IPv6 的 MTU 底线和 IPv4 一样」。 不同，IPv4 是 68，IPv6 是 1280。
3. 以为「IPv6 头短所以一定更快」。 分片场景反而更费，因为每片要多带 8 字节。

下一节逐字段看 IPv4 首部：那 20 个字节里到底装了什么。

• ☐ （本节完，下一节 4.7 IPv4首部）

相关笔记

• IP报文的分片与重组
• 路径MTU发现
• 📚 图解TCP／IP · 索引