报头格式
IPv4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。
路由和寻址能力
IPv6把IP地址由32位增加到128位，支持更大的地址空间，估计在地球表面每平米有4*10^18个IP地址，使IP地址在可预见的将来不会用完。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。
对可选项支持
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，大大改变了路由性能。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的很多新的特点就是由选项来提供的，如对IP层安全(IPSEC)的支持，对巨报的支持以及对IP层漫游(Mobile-IP)的支持等。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。
安全性
身份验证和保密：在IPv6中加入了关于身份验证、数据一致性和保密性的内容。ipv6安全机制IPSec是必选的，IPv4的是可选的或者是需要付费支持的。
IPv6还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，这也方便了某一区域内的主机同时更换IP地址前缀。
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