IPv6 地址的编码采用类似于 CIDR 的分层分级结构，简化了路由，加快了路由速度。在多点传播地址中增加了一个“范围”域，从而使多点传播不仅仅局限在子网内，可以横跨不同的子网，不同的局域网。
报头格式固定和简化
IPv6基本报头被固定为40bit，使路由器可以加快对数据包的处理速度，提高了转发效率，从而提高网络的整体吞吐量，使信息传输更加快速｡IPv 4 报头格式中一些冗余的域或被丢弃或被列为扩展报头，从而降低了包处理和 报头带宽的开销。虽然 IPv6 的地址是 IPv4 地址的 4 倍。但报头只有它的 2 倍大。
对可选项更大的支持
IPv6网络的可选项不放入报头，而是放在一个个独立的扩展头部。如果不指定路由器不会打开处理扩展头部，改变了路由性能。 IPv6 放宽了对可选项长度的严格要求 (IPv4 的可选项总长最多为 40 字节 ) ，并可根据需要随时引入新选项。IPV6 的很多新特点就是由选项来提供的，如对 IP 层安全支持，对巨报的支持以及对 IP 层漫游的支持等。
身份的验证和保密
在 IPv6 中加入了关于身份验证、数据一致性和保密性的内容。加强了对移动设备的支持。IPv6在设计之初有有着支持移动设备的思想，允许移动终端在切换接入点时保留相同的IP地址。
支持无状态自动地址配置，简化了地址配置过程。无需DNS服务器也可完成地址的配置，路由广播地址前缀，各主机根据自己MAC地址和收到的地址前缀生成可聚合全球单播地址。方便了某一区域内的主机同时更换IP地址前缀。
IPv6报头新增流标记宇段
IPv6协议不仅保存了IPv4报头中的业务类别字段，而且新增了流标记（flow flag）字段，使得业务可以根据不同的数据流进行更细的分类，实现优先级控制（如流媒体的数据优先级高，新闻报的低）和QoS保障，极大地改善了IPv6的服务质量｡
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