1 IPv4和IPv6的差異
1.1 地址空間
IPv6 與 IPv4 比較最顯著的一個改動就是使用 128 比特上的地址來代替了 32 比特長的 IPv4 地址。 IPv6 中取消了廣播地址, 其功能由多目地址代替。
1.2 數據報格式
IPv6 報頭格式在 IPv4 的基礎上進行了優化, 從而有助於提高處理效率。 首先, 有些不必要的域被削減了, 有些域則被定義為可選報頭, 如 IPv4 中的報頭長度域由於在 IPv6 中采用下一報頭域將可選報頭或上層協議報頭連起來而顯得沒必要; 與分段( fragment) 有關的域也由於 IPv6 中不同的分段方法而被定為可選報頭。 其次, IPv6 報頭中每個多字節的域都按照自然邊界對齊, 從而方便程序處理。
校驗和域在 IPv6 中被取消了。
IPv6 對擴展報頭或可選項的支持十分靈活。 這些擴展報頭緊跟在基本報頭后面, 由下一報頭域串聯起來形成一個鏈。
1.3 分段策略
IPv6 的分段策略也有了改變。 在 IPv4 數據包傳輸過程中, 如果需要, 分段就有可能發生。 而在 IPv6 中, 分段只能由源主機進行, 而不能由路由器進行。 IPv6規定所有的主機與路由器都必須支持 576 字節的數據包, 這使得分段的概率就小得多了。 因此, IPv6 的基本報頭中就不包括有關分片的域了, 而是特別定義一個分片的擴展報頭。
1.4 安全性
IPv6 在安全性方面有所加強。 首先要求所有IPv6主機支持鑒別機制, 特別定義了鑒別擴展報頭, 並以 MD5 算法作為缺省的鑒別算法; 其次, IPv6 還建立了交換機密信息的保密機制, 以防 IP 包在傳輸過程中被竊聽。
1.5 自動配置
在一個 IPv4 環境中, 用戶或網絡管理員必須手工配置 IPv4節點地址。 而 IPv6 由於有了地址自動設定, 主機可以自動的為每個地址配置一個或多個地址。
2 雙協議棧的通信
地址是首先要解決的問題。IPv6中專門定義了兩種地址，其中嵌入了IPv4地址。一個是IPv4兼容地址，即在IPv4地址前填充0；另一種是IPv4映射地址，記載IPv4地址前加上16個1，再用0填充滿128位。
要是先Internet中IPv4與IPv6的互操作可以有三種方法。
2.1 雙IP層技術
雙IP層是保持IPv6與IPv4互操作性的最直接方式。適用於Internet有IPv4向IPv6過渡的前期。具有雙IP層的節點成為IPv4/IPv6節點。它具有兩個IP協議的完整實現。
2.2 隧道技術
隧道技術適用於Internet有IPv4向IPv6過渡的中期。其原理是兩個IPv6的網絡之間的中間網絡的多協議路由器接收到源主機的IP包時，將其放入中間網絡層數據包在和域中，當其到達中間網絡另一端多協議路由器時再恢復源IP包並轉發到目的主機，這樣整個中間網絡就像一條隧道。
2.3 報頭翻譯技術
當Internet中只有極少數IPv4節點時（過渡階段后期），報頭翻譯技術可以保持IPv6與IPv4節點間的通訊。向IPv4節點發送消息時，路徑上最后一個IPv6/IPv4路由器發現目的地址是IPv4映射地址則進行報頭翻譯，將IPv6報頭替換成IPv4報頭，並轉發到目的IPv4節點。