IPv6的必要性
IPv6是为了根本解决IPv4地址耗尽的问题而被标准化的网际协议。IPv4地址长度为4个8位字节，即32比特。而IPv6地址长度则是原来的4倍，即128比特。一般写成8个16位字节。
IPv6的特点
- IP地址的扩大与路由控制表的聚合
IP地址依然适应互联网分层构造。分配与其地址结构相适应的IP地址，尽可能避免路由表膨大。 - 性能提升
包首部长度采用固定的值（40字节），不再采用首部检验码。简化首部结构，减轻路由器负荷。路由器不再做分片处理（通过路径MTU发现只由发送端主机进行分片处理） - 支持即插即用功能
即使没有DHCP服务器也可以实现自动分配IP地址。 - 采用认证与加密功能
应对伪造IP地址的网络安全功能以及防止线路窃听的功能（IPsec）。 - 多播、Mobile IP成为扩展功能
多播和Mobile IP被定义为IPv6的扩展功能。由此可以预期，曾在IPv4中难于应用的这两个功能在IPv6中能够顺利使用。
IPv6中IP地址的标记方法
IPv6的IP地址长度为128位。它所能表示的数字高达38位数。
如果将IPv6的地址像IPv4的地址一样用十进制数据表示的话，是16个数字的序列（IPv4是4个数字的序列）。由于用16个数字序列表示显得麻烦，因此，将IPv6和IPv4在标记方法上进行区分。
一般人们将128比特IP地址以每16比特为一组，每组用冒号（“：”）隔开进行标记。而且如果出现连续额的0时还可以将这些0省略，并用两个冒号（“：：”）隔开。但是，一个IP地址中只允许出现一次两个连续的冒号。
IPv6地址的结构
全局单播地址
全局单播地址是指世界上唯一的一个地址。
现在IPv6的网络中所使用的格式为，n=48，m=16以及128-n-m=64。即前64比特为网络标识，后64比特为主机标识。
链路本地单播地址
链路本地单播地址是指在同一数据链路内唯一的地址。它用于不经过路由器，在同一个链路中的通信。通常接口ID保存64比特版的MAC地址。
唯一本地地址
唯一本地地址虽然不会与互联网连接，但是也会尽可能地随机生成一个唯一的全局ID。由于企业兼并、业务统一、效率提高等原因，很有可能会需要用到唯一本地地址进行网络之间的连接。这种情况下，人们希望可以在不改动IP地址的情况下即可实现网络的统一（全局IP不一定必须是全世界唯一的，但是完全一致的可能性也不高）。
IPv6分段处理
IPv6的分片处理只在作为起点的发送端主机上进行，路由器不参与分片。IPv6中的“路径MTU发现”功能必不可少。不过IPv6中最小MTU为1280字节。