IPv6是由IETF設計的用來替代現行的IPv4協議的一種新的IP協議。目前，IPv4協議還是主流。但IPv4協議已經使用了30年，在這30年的應用中，IPv4獲得了巨大的成功的同時，隨著應用範圍的擴大，地址匱乏等問題越來越明顯。IPv6是為了解決IPv4所存在的一些問題和不足而提出的，同時它還在許多方面提出了改進。
內容
報頭
IPv6報頭佔40字節，相對於IPv4報頭（變長的24字節）看似長。其實，IPv6報頭的結構比IPv4簡單， IPv6報頭中去掉了了IPv4報頭中許多不常用的域，放入了可選項和報頭擴展，其可選項有更嚴格的定義。IPv6報頭中有6個域和2個地址空間，相對於IPv4中的10個固定長度的域、2個地址空間和若干個選項的結構來說IPV6更簡單。
地址
IPv6協議的地址長度是128位，全部可分配地址數為2的128次方（2^128）個，不再存在地址匱乏問題。同時，IPv6地址表示方式和IPv4也不同：IPv4地址表示為點分十進制格式，32位的地址分成4個8位分組，每個8位以十進制數顯式，中間用點號分隔。而IPv6採用的是十六進制格式，既128位地址是以16位為一分組，每個16位分組寫成4個十六進制數，中間用冒號分十六進制格式。當然IPv6的地址還有其他簡化表示方法，此處不再贅述。
地址配置 有人問：IPV6這麼多地址分配起來得多麻煩？其實是多慮了，IPv6協議支持地址自動配置，這是一種即插即用的機制。IPv6節點通過地址自動配置得到IPv6地址和網關地址。IPv6支持無狀態地址自動配置和狀態地址自動配置兩種地址自動配置方式。它會給配置128位的地址帶來很大的方便，特別是無狀態地址自動配置。至於如何實現，簡單一說：“即插即用”是指無需人為干涉，將一個節點插入IPv6網絡並在網絡中啟動，IPv6使用了兩種不同的機制來支持即插即用網絡連接：啟動協議（BOOTstrap Protocol，BOOTP）和動態主機配置協議（DHCP）。 這兩種機制允許IP節點從特殊的BOOTP服務器或DHCP服務器獲取配置信息。這些協議採用“狀態自動配置”（Stateful Autoconfiguration），即服務器必須保持每個節點的狀態信息，並管理這些保存的信息。
域名解析IPv6中的DNS與IPv4的在體系結構上相同，都採用樹型結構域名空間。IPv4和IPv6共同擁有統一的域名空間。IPv6可以自動發現提供解析服務的DNS，有兩種方式：(1) 無狀態的DNS服務器發現；(2) 有狀態的DNS服務器發現。有狀態的DNS服務器發現方式是通過類似DHCP的服務器把DNS服務器地址、域名和搜索路徑等DNS信息告知節點。無狀態DNS服務器自動發現有多種方式，有興趣的朋友建議您找相關資料閱讀，比如《IPV6技術白皮書》等。
網上鄰居任何設備單獨工作是沒意義的。同樣，IPv6定義了鄰居發現協議NDP，它使用一系列IPv6控制信息報文（ICMPv6）來實現相鄰節點（同一鏈路上的節點）的交互管理，並在一個子網中保持網絡層地址和鏈路層地址之間的映射。
路由技術 IPv6主要使用三種路由協議：RIPv6（路由信息協議）、OSPFv6（開放最短路徑優先）和IDRPv2（域間路由協議），以及可能的EIGRP和雙層的IS-IS。而IPv4可路由的協議有IP、IPX等，不可路由的主要有DEC，NETBIOS等。針對現在無線網絡的強勢，移動IPv6協議為用戶提供可移動的IP數據服務，讓用戶可以在世界各地都使用同樣的IPv6地址。
安全問題
IP安全（IP Security，IPSec）協議用於保護IP通信的安全。它既可以用於IPv4也可用於IPv6。在IPv6中IPSec是的一個組成部分，而IPv4中只是一個可選擴展協議。它更好的支持了IPv6，使我們有機會在將網絡轉換到這種新型協議的同時發展端到端安全性。
