《圖解TCP/IP》 4.8 IPv6的首部格式
IPv6為了減輕路由器的負擔，省略了首部校驗和字段。因此路由器不再需要計算校驗和，從而提高了包的轉發效率。
此外，分片處理所用的識別碼成為可選項。為了讓64位CPU的計算機處理起來更方便，IPv6的首部及可選項都由8字節構成。
版本：和IPv4 一樣，由4比特構成。IPv6其版本號為6，因此在這個字段上的值為“6”。
通信量類：相當於IPv4的TOS（Type Of Service）字段，也由8比特構成。有TOS在IPv4中幾乎沒有什么建樹，未能成為卓有成效的技術，本來計划在IPv6中刪掉這個字段，不過出於今后研究的考慮還是保留了該字段。
流標號：由20比特構成，准備用於服務質量（Qos：Quality Of Service）控制。使用這個字段提供怎樣的服務已經成為未來研究的課題。不適用Qos時每一位可以全部設置為0。 在進行服務質量控制的時，將流標號設置為一個隨機數，然后利用一種可以設置流的協議RSVP（Resource Reservation Protocol ）在路由器上進行Qos設置。當某個包在發送途中需要Qos時，需要附上RSVP預想的流標號。路由器接收到這樣的IP包后現先將流標號作為查找關鍵字，迅速從服務質量控制信息中查找並做相應處理。此外，只有流標號、源地址以及目標地址三項完全一致時，才被認為是一個流。
有效荷載長度：有效荷載長度是指包的數據部分。IPv4的TL(Total Length)是指包含首部在內的所有長度。然而IPv6中的這個Playload Length不包括首部，只表示數據部分的長度。由於IPv6的可選項是指連接IPv6首部的數據，只有當有可選項時，此處包含可選項數據的所有長度就是Playload Length。
下一個首部：相當於IPv4中的協議字段。由8比特構成。通常表示IP的上一層協議是TCP或UDP。不過在有IPv6擴展首部的情況下，該字段表示后面第一個擴展首部的協議類。
跳數限制：由8比特構成。與IPv4中的TTL意思相同。為了強調“可通過路由器個數”這個概念，才將名字改為“Hop Limit”。數據每經過一次路由器就減1，減到0則丟棄數據。
源地址：由128比特構成，表示發送端IP地址。
目標地址：由128比特構成，表示接收端IP地址。
IPv6擴展首部：IPv6的首部長度對固定，無法將可選項將入其中，取而代之的是通過擴展首部對功能進行了有效擴展。 擴展首部通常介於IPv6首部與TCP/UDP首部中間。在IPv4中可選項長度固定為40字節，但是在IPv6中沒有這樣的限制。也就是說，IPv6的擴展首部可以是任意長度。擴展首部當中還可以包含擴展首部協議以及下一個擴展首部字段。