IPv6 (англ. Internet Protocol version 6) — это новая версия протокола IP, призванная решить проблемы, с которыми столкнулась предыдущая версия (IPv4) при её использовании в Интернете. В настоящее время протокол IPv6 уже используется в нескольких сотнях сетей по всему миру, но пока ещё не получил широкого распространения в Интернете, где преимущественно используется IPv4. Протокол был разработан IETF.
Протокол IP в настоящее время столкнулся с рядом проблем, таких как проблема масштабируемости сети, неприспособленность протокола к передаче мультисервисной информации с поддержкой различных классов обслуживания, включая обеспечение информационной безопасности. Указанные проблемы обусловили развитие классической версии протокола IPv4 в направлении разработки версии IPv6. При этом к проблемам масштабируемости протокола IPv4 следует отнести следующие:
* недостаточность объёма 32-битного адресного пространства;
* сложность агрегирования маршрутов, разрастание таблиц маршрутизации;
* сложность массового изменения IP-адресов;
* относительная сложность обработки заголовков пакетов IPv4.
Кроме того, масштабируемость IP-сетей следует рассматривать не только с точки зрения увеличения числа узлов, но и с точки зрения повышения скорости передачи и уменьшения задержек при маршрутизации.
В связи с этим было разработано множество версий IP протокола для различных вычислительных платформ и операционных систем. До некоторого момента существовало несколько альтернативных вариантов протокола IP нового поколения: IPv7 (разработчик — Ullman), TUBA (Gallon), ENCAPS (Hinden), SIP (Deering) и PIP (Fracis). В результате развития линии ENCAPS (с промежуточной версией IPAE), SIP и PIP слились в 1993 году в предложение SIPP, которое в июле 1994 года было принято в качестве основы для создания протокола IP нового поколения, получившего название IPv6, где «6» обозначает номер версии протокола. В технической литературе эту версию протокола ещё называют IPng (IP next generation), хотя иногда под IPng понимают все варианты модернизации IP, включая также не вошедшие в проект IPv6, но продолжающие развиваться. Документом, фиксирующим появление IPv6, является спецификация RFC 1752 «The Recommendation for the IP Next Generation Protocol». Базовый набор протоколов IPv6 был принят IETF в сентябре 1995 года и получил статус Proposed Standard.
В спецификации RFC 1726 представлен набор функций, основными среди них являются:
* масштабируемость: идентификация и определение адресов как минимум 1012 конечных систем и 109 индивидуальных сетей;
* топологическая гибкость: архитектура маршрутизации и протокол должны работать в сетях с различной топологией;
* преемственность: обеспечение чёткого плана перехода от существующей версии IPv4;
* независимость от среды передачи: работа среди множества сетей с различными средами передачи данных со скоростями до сотен гигабит в секунду;
* автоматическое конфигурирование хостов и маршрутизаторов;
* безопасность на сетевом уровне;
* мобильность: обеспечение работы с мобильными пользователями, сетями и межсетевыми системами;
* расширяемость: возможность дальнейшего развития в соответствии с новыми потребностями.
В результате реализации заявленных функций важнейшие инновации IPv6 состоят в следующем:
* упрощен стандартный заголовок IP-пакета;
* изменено представление необязательных полей заголовка;
* расширено адресное пространство;
* улучшена поддержка иерархической адресации, агрегирования маршрутов и автоматического конфигурирования адресов;
* введены механизмы аутентификации и шифрования на уровне IP-пакетов;
* введены метки потоков данных.
При этом в IPv6 все изменения планировались таким образом, чтобы минимизировать изменения на других уровнях протокольного стека TCP/IP. В результате размер IP-адреса увеличен до 128 бит (16 байт). Даже с учётом неэффективности использования адресного пространства, являющейся оборотной стороной эффективной маршрутизации и автоматического конфигурирования, этого достаточно, чтобы обеспечить объединение миллиарда сетей, как того требовали документы IETF. Обеспечена возможность простого и гибкого автоматического конфигурирования адресов для сетей произвольного масштаба и сложности. IPv6 остался расширяемым протоколом, причём поля расширений (дополнительные заголовки) могут добавляться без снижения эффективности маршрутизации.
