实践证明IPv4是一个非常成功的协议，它本身也经受住了Internet从数目很少的计算机发展到目前上亿台计算机互联的考验。但该协议是几十年前基于当时的网络规模而设计的。在今天看来，IPv4的设计者们对于Internet的估计和预想显得很不充分。

随着Internet的扩张和新应用的不断推出，IPv4越来越显示出它的局限性。Internet规模的快速扩大是当时完全没有预料到的，特别是近十年来，更是爆炸式增长，已经走进了千家万户，人们的日常生活已经离不开它了。但也就是这种快速发展，出现了迫在眉睫的IP地址空间耗尽问题。

IPv6特点：

地址空间，IPv6地址采用128比特标识。128位的地址结构使IPv6，理论上可以拥有（43亿×43亿×43亿×43亿）个地址。近乎无限的地址空间是IPv6的最大优势。

报文结构，IPv6使用了新的协议头格式，也就是说IPv6数据包有全新的报文头，而并不是仅仅简单地将IPv4报文头中的地址部分增加到128bits而已。在IPv6中，报文头包括固定头部和扩展头部，一些非根本性的和可选择的字段被移到了IPv6协议头之后 的扩展协议头中。这使得网络中的中间路由器在处理IPv6协议头时，有更高的效率。

实现自动配置和重新编址，IPv6协议内置支持通过地址自动配置方式使主机自动发现网络并获取IPv6地址，大大提高了内部网络的可管理性。

支持层次化网络结构，巨大的地址空间使得IPv6可以方便的进行层次化网络部署。层次化的网络结构可以方便的进行路由聚合，提高了路由转发效率。

支持端对端安全，IPv6中，网络层支持IPSec的认证和加密，支持端到端的安全。更好的支持QoS，IPv6在包头中新定义了一个叫做流标签的特殊字段。IPv6的流标签字段使得网络中的路由器可以对属于一个流的数据包进行识别并提供特殊处理。用这个标签，路由器可以不打开传送的内层数据包就可以识别流，这就使得即使数据包有效载荷已经进行了加密，仍然可以实现对QoS的支持。

支持移动特性，由于采用了Routing header和Destination option header等扩展报头，使得IPv6提供了内置的移动性。

IPv6与IPv4共存技术：

双协议栈：

IPv6节点同时支持IPv6和IPv4协议栈。

隧道：

IPv6报文作为IPv4的载荷，由IPv4 Internet中连接多个IPv6孤岛。

IPv6与IPv4互通技术：

提供IPv6与IPv4互相访问的技术。 适用于IPv6 Internet与IPv4 Internet共存，而两者又有互相通讯的需求。双栈技术是IPv4向IPv6过渡的一种有效的技术。

网络中的节点同时支持IPv4和IPv6协议栈，源节点根据目的节点的不同选用不同的协议栈，而网络设备根据报文的协议类型选择不同的协议栈进行处理和转发。双栈可以在一个单一的设备上实现，也可以是一个双栈骨干网。对于双栈骨干网，其中的所有设备必须同时支持IPv4/IPv6协议栈，连接双栈网络的接口必须同时配置IPv4地址和IPv6地址。所谓的双栈就是主机或者网络设备同时支持IPv4及IPv6双协议栈，如果节点支持双栈，那么它能够同时使用V4和V6的协议栈、同时处理IPv4及IPv6的数据。在双栈设备上，上层应用会优先选择IPv6协议栈，而不是IPv4。比如，一个同时支持v4和v6的应用请求通过DNS请求地址，会先请求AAAA记录，如果没有，则再请求A记录。双栈是V4、V6并存及IPv6过渡技术的基础。

就拿上图来说，路由器就是一个双栈设备，默认情况下路由器本身就已经支持IPv4，接口上也配置了IPv4的地址，已经能够正常转发IPv4的报文，此刻在激活路由器的IPv6数据转发能力，再为接口分配IPv6的单播地址，那么这个接口又有了IPv6数据转发能力。当然，此时对于路由器而言，IPv4及IPv6协议栈互不干扰，独立工作。