一、IPv6技術產生背景
隨著Internet規模的擴大，IPv4地址空間已經消耗殆盡。針對IPv4的地址短缺問題，曾先後出現過CIDR和NAT等臨時性解決方案，但是CIDR和NAT都有各自的弊端，並不能作為IPv4地址短缺問題的徹底解決方案。另外，安全性、QoS(服務質量)、簡便配置等要求也表明需要一個新的協議來根本解決目前IPv4面臨的問題。
IETF在20世紀90年代提出了下一代互聯網協議IPv6，IPv6支持幾乎無限的地址空間。IPv6使用了全新的地址配置方式，使得配置更加簡單。IPv6還採用了全新的報文格式，提高了報文處理的效率、安全性，也能更好的支持QoS。
二、IPv6基本報文
IPv6的基本報頭在IPv4報頭的基礎上，增加了流標籤域，去除了一些冗餘字段，使報文頭的處理更為簡單、高效。
Version：版本號，長度為4bit。對於IPv6，該值為6。
Traffic Class：流類別，長度為8bit，它等同於IPv4報頭中的TOS字段，表示IP6數據報文的類或優先級，主要應用於QoS。
Flow Label：流標籤，長度為20bit，它用於區分實時流量。流可以理解為特定應用或進程的來自某一源地址發往一個或多個目的地址的連續單播、組播或任播報文。IPv6中的流標籤字段、 源地址字段和目的地址字段一起為特定數據流指定了網絡中的轉發路徑。這樣，報文在IP網絡中傳輸時會保持原有的順序，提高了處理效率。隨著三網合一的發展趨勢，IP網絡不僅要求能夠傳輸傳統的數據報文，還需要能夠傳輸語音、視頻等報文。這種情況下，流標籤字段的作用就顯得更加重要。
Payload Length：有效載荷長度，長度為16bit，它是指緊跟IPv6報頭的數據報文的其它部分。
Next Header：下一個報頭，長度為8bit。該字段定義了緊跟在IPv6報頭後面的第一個擴展報頭（如果存在）的類型。
跳數限制（Hop Limit)：長度為8bit，該字段類似於IPv4報頭中的Time to Live字段，它定義了IP數據報文所能經過的最大跳數。每經過一個路由器，該數值減去1；當該字段的值為0時， 數據報文將被丟棄。
Source Address：源地址，長度為128bit，表示發送方的地址。
Destination Address：目的地址，長度為128bit，表示接收方的地址。
三、IPv6擴展報文
IPv6擴展報頭是跟在IPv6基本報頭後面的可選報頭，可以有一個或多個。
如圖所示的擴展報頭是分片擴展報頭。
1、IPv6基本報頭
2、逐跳選項擴展報頭
3、目的選項擴展報頭
4、路由擴展報頭
5、分片擴展報頭
6、認證擴展報頭
7、封裝安全有效載荷擴展報頭
8、目的選項擴展報頭（指那當容被分組報文的最終目的地處理的選項）
9、上層協議數據報文
除了目的選項擴展報頭 外，每個擴展報頭在一個報文中最多只能出現一次。目的選項擴展報頭在一個報文中最多也只能出現兩次，一次是在路由擴展報頭之前，另一次是在上層協議擴展報頭之前。
四、IPv6地址格式
IPv6地址長度為128比特，每16比特劃分為一段，每段由4個十六進制數表示，並用冒號隔開。
IPv6地址包括網絡前綴和接口標識兩部分。
五、IPv6地址壓縮格式
每一組中的前導“0”都可以省略。
地址中包含的連續全為0的組，可以用雙冒號“::”來代替。
六、IPv6地址分類
IPv6地址分為單播地址、任播地址、組播地址三種類型。
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