Недостатки IP v4. Важнейшие инновации протокола IP v6.

Этот протокол занимается маршрутизацией в сетях, т.е. он направляет пакет по пути от отправителя до получателя. IP-протокол посылает данные дейтограммами.

Недостатки V4

1. дефицит адресного пространства - количество различных устройств, подключаемых к сети Internet, растет экспоненциально, размер адресного пространства 2³² быстро истощается;
2. слабая расширяемость протокола - недостаточный размер заголовка IPv4, не позволяющий разместить требуемое количество дополнительных параметров в нем;
3. проблема безопасности коммуникаций - не предусмотрено каких-либо средств для разграничения доступа к информации, размещенной в сети.
4. отсутствие поддержки качества обслуживания - не поддерживается размещение информации о пропускной способности, задержках, требуемой для нормальной работы некоторых сетевых приложений;
5. проблемы, связанные с механизмом фрагментации - не определяется размер максимального блока передачи данных по каждому конкретному пути;
6. отсутствие механизма автоматической конфигурации адресов;
7. проблема перенумерации машин.

Инновации протокола V6:

• упрощен стандартный 40-разрядный заголовок IP-пакета, что обеспечивает ускоренную обработку пакета.
• 
  Изменено представление необязательных полей заголовка за счет их вынесения в дополнительные (необязательные) заголовки.
• 
  расширено адресное пространство; размер IP-адреса увеличен с 32 до 128 бит (16 байт). Это означает, что на каждого нынешнего жителя Земли (6 млрд.) придется 5.7е+28 адресов. Целью было не только увеличение количества адресов, но и повышение эффективности работы стека ТСР\IP в целом за счет увеличения уровней иерархии в системах адресации с 2 до 4. Появился новый тип адресов свободной рассылки (anycast).
• 
  улучшена поддержка иерархической адресации, агрегирования маршрутов и автоматического конфигурирования адресов; поддержка технологии бесклассовой адресации CIDR.
• 
  введены механизмы аутентификации и шифрования на уровне IP-пакетов;
• 
  введены метки потоков данных для маркировки пакетов, требующих специальной обработки (предоставление приоритета, обслуживание с отличным от стандартного качеством, обслуживание в реальном времени и т.д.).

В IPv6 сохранена архитектурная простота, основные принципы остались прежними, чтобы минимизировать изменения на других уровнях протокольного стека TCP/IP.
В IPv6 сохранена топологическая гибкость сетей. Единственное ограничение наложено на число промежуточных маршрутизаторов - не более 256. Сохранена и независимость от среды передачи.
Улучшены условия для эффективной обработки пакетов. Структура заголовка упрощена, ликвидировано его контрольное суммирование.
Обеспечена возможность простого и гибкого автоматического конфигурирования адресов для сетей по существу произвольного масштаба и сложности.
Средства аутентификации и шифрования вынесены на IP-уровень.
Явно специфицирована поддержка многоадресной рассылки (multicast).
Адресация " наиболее подходящего" сетевого интерфейса из числа членов группы (anycast) позволяет решить проблему единообразного обращения к элементам пула взаимозаменяемых ресурсов.
Для поддержки классов обслуживания в заголовок пакета IPv6 введено поле метки потока. IPv6 остался расширяемым протоколом, причем поля расширений (дополнительные заголовки) могут добавляться без снижения эффективности маршрутизации.