IPv6
従来のIPv4では、アドレスの値を8ビット単位でドット(.)で区切り、十進法で表記する。
IPv6では、128ビットを表記する際、IPv4と同様の表記では冗長になりすぎるため、アドレスの値を16ビット単位でコロン(:)で区切り、十六進法で表記する。
この方法でも、まだ冗長であるため、以下のルールが適用される場合がある。
あるセクションが "0" で始まる場合、当該先行する "0" を省略することができる。
16ビット単位の記述で "0" が連続するところは "::" で省略することができる。ただし、"::" は可変長なので、1箇所だけ使用できる。
上記のルール (RFC 4291) では同じIPv6アドレスに複数の表記が許容されることになる。
アドレスの表記を唯一に統一し単純化するためのルール (RFC 5952) も存在し、同RFCのセクション4に従うと、以下のようになる。
あるセクションが "0" で始まる場合、当該先行する "0" は必ず省略する。
16ビット単位の記述で "0" が2回以上連続するところは、連続する "0" がいちばん長いフィールドを必ず "::" で省略する。 連続する "0" の長さが同じ箇所が複数個ある場合は、最初(上位側)を省略する。 連続しない1回だけの "0" は省略してはならない(RFC 3041 では許容されていなかったため)。
英字部分は必ず小文字を使用する。
IPv6が誕生した背景には、IPv4のIPアドレス枯渇問題がある。
1980年代までは、米国内を中心に、Class A (/8)、Class B (/16)、Class C (/24) などの単位で各組織にIPアドレスを割り振っていた。1990年代に入り、インターネットの国際化と、参加組織の増大によって、Class BのIPv4アドレスが不足する恐れが出てきた。IPアドレスの数が有限である以上、根本的な解決策が必要となることは自明であり、その解決策として検討された最終成果がIPv6である。
しかし、新しいプロトコルであるIPv6を開発し普及させるには時間がかかるため、短期的な対策であるIPv4の延命として、1994年のプライベートアドレス (RFC 1918) の導入と前後して、CIDR (RFC 4632)・NAT (RFC 2663) ・Proxy(プロキシ)など、プライベートアドレスを使用するLANとグローバルアドレスを使用するWANとを使い分けることでIPv4アドレスを節約し有効活用する取り組みが行われた。
管理者に負担をかけないIPアドレスの自動設定 DHCPサーバがなくても、ホストには自動的にIPアドレスとデフォルト経路が設定される。
アドレスの集約による基幹ルータでの経路表サイズの抑制 新たにIPv6の接続を持つとき、ISPの持っているIPv6アドレス(プレフィックス)を切り出してユーザーに渡す。これによって、新しいIPv6サイトが増えたとしてもバックボーンに対して公告する経路情報は増えず、基幹ルータで保持する経路表の大きさが抑えられる。その一方で、アドレスブロックの可搬性がなくなる、複数のISPと契約した時にどのアドレスをどのように使うかを考慮しなければならない「マルチホーム」問題も発生する。
ヘッダの簡略化 IPv4のヘッダは多くの場合は20バイトだが、IPオプションの付加によってそれよりも長くなる可能性がある。一方、IPv6の基本的なヘッダは40バイトに固定されている。このため、ルータの負荷を低減できるなどATMなどの固定長パケットネットワークに共通な利点を享受できる。なお、拡張ヘッダの利用により拡張性も保持している。 またIPv4では通過するルータ毎に行われていたIPヘッダのエラー検出は、IPv6では廃止された。これにより前項と同じくルータの負荷低減が期待される。
IPsec によってIPレイヤでのend to endセキュリティが確保できる。 RFC 4301 ではIPv6実装はIPsecを実装しなければならない (MUST) とされていたが、RFC 6434 において実装すべきである (SHOULD) と緩められた。実際、IPsecをサポートしないIPv6の実装は多数存在している。
ルータを超えて、インターネット上で通信可能なアドレスで、グローバルアドレスとも呼ばれる。IPv4におけるグローバルIPアドレスに相当する。IANAが割り振りを管理しており、RIR単位での割り振りは、IPv6 Global Unicast Address Assignmentsで公開されている。現在は、 RFC 3587 により、アドレスの先頭3bitが001であるアドレスのみIANAが割り振りを行っている。
128ビットの内訳

(グローバル・ルーティング・プレフィックスは、IANA、RIRおよびNIRからISPなどのLIRに割り振られたものの中から、ISPなどのLIRがエンドユーザに割り当てられたものを使用する。)
このうち、特定の用途に使用されているものとしては、以下のものがある。