IPv4 の基準は 1970 年代後半に定められました。1990 年代初頭、WWW の応用によりインターネットが爆発的に発展しました。インターネットアプリケーションの種類の複雑化と端末の多様化に伴い、グローバルに独立したIPアドレスの提供は大きなプレッシャーに直面し始めています。このような環境の中、1999 年に IPv6 協定が誕生しました。
IPv6 には最大 128 ビットのアドレス空間があり、IPv4 アドレス不足の問題を完全に解決できます。IPv4 アドレスは 32 ビット バイナリであるため、表現できる IP アドレスの数は 232 = 42949,9672964 億個となり、インターネット上には約 40 億個の IP アドレスが存在します。128 ビット IPv6 にアップグレードすると、インターネットの IP アドレスは理論的には 2128=3.4 * 1038 になります。地球の表面 (陸地と水面を含む) がコンピューターで覆われている場合、IPv6 では 1 平方メートルあたり 7 * 1023 の IP アドレスが許可されます。アドレス割り当てレートが 1 マイクロ秒あたり 100 万の場合、すべてのアドレスを割り当てるには 1019 年かかります。
IPv6パケットのフォーマット
IP v6 パケットは 40 バイトの基本ヘッダー (ベースヘッダー) と、その後に 0 個以上の拡張ヘッダー (拡張ヘッダー)、そしてデータが続きます。次の図は、IPv6 の基本的なヘッダー形式を示しています。各 IPV 6 パケットは基本ヘッダーで始まります。IPv6 の基本ヘッダーの多くのフィールドは、IPv4 のフィールドに直接対応できます。
(1) Version (バージョン) フィールドは 4 ビットであり、IP プロトコルのバージョンを記述します。IPv6 の場合、フィールド値は 0110 (10 進数の 6) です。
(2) 通信タイプ (トラフィック クラス)。このフィールドは 8 ビットを占め、優先順位 (優先順位) フィールドは 4 ビットです。まず、IPv6 はストリームを 2 つのカテゴリに分類します。1 つは輻輳制御である場合とそうでない場合です。各カテゴリーは 8 つの優先事項に分類されます。優先順位の値が大きいほど、グループの重要性が高くなります。輻輳制御の場合、優先度は 0 ～ 7 であり、輻輳発生時にパケットの送信速度が遅くなることがあります。輻輳を制御できない場合、優先順位は 8 ～ 15 で、これはオーディオ サービスやビデオ サービスの送信などのリアルタイム サービスです。本サービスのパケット伝送速度は一定であり、一部のパケットが欠落しても再送はありません。
（３）フローマーク（フローラベル）：このフィールドは２０ビットを占有する。フローは、特定の送信元サイトから特定の宛先サイト (ユニキャストまたはマルチキャスト) へのインターネット上の一連のデータ パケットです。同じストリームに属するすべてのパケットには、同じストリーム ラベルが付けられます。ソース ステーションは、224-1 のフロー マークの中からフロー ラベルをランダムに選択します。フロー マーク 0 は、フロー マークが使用されていないことを示すために予約されています。ソース ステーションによるストリーム ラベルのランダムな選択は、コンピュータ間で競合しません。これは、ルーターが特定のストリームをパケットにリンクするときに、パケットの送信元アドレスとフロー ラベルの組み合わせを使用するためです。
同じゼロ以外のストリーム ラベルを持つ送信元ステーションから発信されるすべてのパケットは、同じ送信元アドレスと宛先アドレス、同じホップバイホップ オプション ヘッダー (このヘッダーが存在する場合)、および同じルーティング選択ヘッダー (このヘッダーが存在する場合) を持たなければなりません。存在します）。この利点は、ルーターがパケットを処理するときに、パケット ヘッダー内の他のものをチェックせずにフロー ラベルだけをチェックするだけであることです。特定の意味を持つフロー ラベルはなく、送信元ステーションは、各ルーターがパケットに対して実行する特別な処理を拡張ヘッダーで指定する必要があります。
(4) ネットロード長 (Payload Length): フィールド長は 16 ビットで、ヘッダー自体を除いた IPv6 パケットに含まれるバイト数を示します。これは、IPv6 パケットが 64 KB のデータを保持できることを示しています。IPv6 ではヘッダ長が固定されているため、IPv4 のようにパケットの全長（ヘッダ部とデータ部の合計）を指定する必要はありません。
(5) 次のヘッダー (Next header): 8 ビット長。IPv6 ヘッダーに続く拡張ヘッダーのタイプを識別します。このフィールドは、基本ヘッダの直後に続くヘッダのタイプを示します。
(6) ホップ制限 (ホップ制限)：（8 ビットを占有）パケットがネットワーク内に無制限に残ることを防ぎます。送信元ステーションは、各パケットが送信されるときに特定のホップ制限を設定します。各ルータがパケットを転送するとき、ホップ リミットのフィールドの値は 1 だけ減らされる必要があります。ホップ リミットの値が 0 の場合、パケットは破棄されます。これは、IPv4 ヘッダーのライフタイム フィールドに相当しますが、IPv4 の計算間隔時間よりも単純です。
(7) 送信元 IP アドレス (Source Address): このフィールドは 128 ビットを占め、このパケットの送信元の IP アドレスです。
(8) 宛先 IP アドレス (Destination Address): このフィールドは 128 ビットを占め、このパケットの受信局の IP アドレスです。
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