IP versiunea 6 sau IP Next Generation (IPng) este noua versiune a Protocolului Internet (IP). Acesta substituie în mod progresiv versiunea IPv4 a protoculului IP responsabil în momentul de față în interconexiunile dintre routere și a miilor de rețele conectate la aceste componente de bază a rețelei internet actuale.
IPv6 a fost proiectat în mod primar pentru a extinde actuala problemă a spațiului de adrese care devine insuficient și pentru acomodarea creșterii în număr a rețelelor pe glob prin cei 128 biți lungime în reprezentare care multiplică potențialul internet cu un factor de 2⁹⁶.
Acesta implică o nouă structură de adresare, noi tipuri de aplicații, etc.
2^{128}-1: 340282366920938463463374607431768211455 stații de IPv6!
2^{128}-1: ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff (în hexa)

Atâta timp cât stivele de protocoale IPv6 și IPv4 nu pot interopera în mod direct, au fost introduse standarde de compatibilități între IPv4 și IPv6 care se realizează prin posibilitatea de "tunelări" a unui protocol în celălalt astfel încât IPv6 să poată fi transportat de exemplu prin rețeaua IPv4.

Creșterea neprevăzută a solicitărilor de conectare la Internet a impus căutarea unor noi soluții pentru standardul de protocoale IPv4, în primul rând pentru lărgirea capacității alocate pentru adrese și a creșterii nivelului de securizare a datelor vehiculate. Cu IPv6 problemele cheie ale adreselor, managementului pentru adrese și suportului pentru comunicații multimedia sunt rezolvate.

Dezvoltarea rapidă a rețelei Internet a condus la necesitatea reorganizării sistemului de adrese IP. Cei 32 biți rezervați pentru adrese la standardul IPv4 s-au dovedit insuficienți pentru asigurarea cererii de adrese alocate, în special pentru utilizatorii mobili. După numai 3 ani de la stabilirea direcțiilor prioritare în care se trebuia acționat, a apărut IPv6, versiunea "next generation" a standardului pentru IP.

Principalele inovații de care beneficiază pachetul de protocoale IPv6 sunt:

• extinderea spațiului alocat pentru adrese;
• posibilitatea de autoconfigurare a unui host TCP/IP într-o adresă IP;
• suport pentru multimedia și aplicații în timp real;
• creșterea gradului de securizare a datelor (autentificarea, incriptarea și asigurarea integrității datelor care, aplicate la nivel de kernel, pot asigura securitatea întregului sistem, a aplicațiilor care rulează în cadrul acestuia și a pachetelor de date transmise).
  
  

Prin extinderea dimensiunii adreselor cu un factor de ordinul 4, de la 32 la 128 biți, se oferă un număr imens de adrese disponibile. În același timp, creșterea spațiului de adrese conduce, în mod firesc, la implementarea unor proceduri de autoconfigurare. Structura de adrese de la IPv6 prevede o migrare ușoară și gradată către rețelele bazate pe standardul IPv4. Într-o primă etapă se prevede transmisia datelor pe vechea infrastructură, prin încapsularea în pachete compatibile IPv4, între routere existente deja în rețea. Pe măsura dezvoltării tehnologice, noile routere IPv6 le vor înlocui pe cele din infrastructura actuală.

• Opțiunile sunt specificate într-o extensie a header-ului care este examinată numai la destinație, ceea ce conduce la creșterea performanței globale a rețelei.
• Introducerea adreselor anycast asigură posibilitatea de a trimite un mesaj celei mai apropiate din mașinile gateway posibile în ideea că oricare din ele poate să rezolve înaintarea (forwarding) pachetelor mai departe în rețea. Mesajele anycast pot fi folosite pentru actualizarea tabelelor de rutare de-a lungul liniilor de comunicație.
• Pachetele pot fi identificate ca aparținând unui "flux de transmisie" particular astfel încât pachetele care sunt părți ale unei prezentări multimedia, de pildă, care trebuie să ajungă la destinație în timp real pot beneficia de un indicator QoS mult îmbunătățit.
• Header-ul IPv6 include acum extensii ce permit unui pachet să specifice un mecanism de autentificare în legătură cu proveniența sa, pentru asigurarea integrității datelor și pentru asigurarea confidențialității.
  

IPv6 încearcă să facă mai ușoară construirea de routere mai rapide. El nu are de actualizat sume de control în header pentru routere, nu are fragmentare în routere, nu are opțiuni în header-ul principal IPv6 și are o dimensiune a cuvântului de 64 de biți.
Din nefericire adresele de lungimi mai mari (128 biți) dau mai mult de lucru routerelor, ceea ce poate anula multe din avantajele sale față de IPv4. IPv6 acționează într-un anumit fel ca un update de caracteristici la IPv4.
Asta înseamnă că există un număr de lucruri ce pot fi prezente opțional într-o implementare IPv4 însă ele sunt obligatorii într-o implementare IPv6.
Ca exemplu amintim suportul pentru multicasting, configurarea automată a host-ului, path MTU (Maximum Transmission Unit) discovery, și funcții de securitate IP. În IPv4 toate caracteristicile enumerate sunt opționale. În IPv6 putem fi însă siguri că toate implementările echivalente vor fi puse la dispoziția utilizatorului.
Asta nu înseamnă că, dacă nu sunt necesare, ele trebuie și să fie utilizate, adică dacă implementarea este obligatoriu să o aibă, utilizatorul are opțiunea s-o utilizeze sau nu în funcție de necesități).

Adresele sunt extinse de la un format de 32 de biți (4 octeți) la 128 de biți (16 octeți) ceea ce face ca numărul posibil al dispozitivelor care pot fi conectate să fie practic nelimitat.
Header-ul IPv6 este de lungime fixă, iar opțiunile sunt manevrate prin header-e înlănțuite. Opțiunile sunt separate în trei categorii: hop-by-hop, destination "type 1" și destination "type 2". Aceasta permite routerelor să determine ce opțiuni trebuie să caute, și ce nu.
Fragmentarea a fost mutată din header-ul de bază în IPv4 la un header înlănțuit. Fragmentarea este acum numai de tip capăt-la-capăt, niciodată intermediară. Routerele nu vor trebui niciodată să fragmenteze pachetele IPv6.

IPv6 are un câmp rezervat unei "etichete de flux" (flow label) care poate ajuta unele aplicații QoS, implementate IPv6, să aibă suport multicasting, securitate IP și Path MTU Discovery.
Neighbor Discovery în IPv6 înlocuiește ARP în IPv4. ND ar trebui să lucreze asupra tuturor link-urilor ce oferă suport IPv6, spre deosebire de ARP, ce era de fapt o familie de protocoale ușor diferite specifice unor tipuri de link-uri și topologii particulare.

ND folosește tehnologii multicast iar ARP broadcast, ceea ce va elimina problemele de tip "broadcast storms" și va permite utilizarea unor dispozitive bridge inteligente între rețele pentru a separa oarecum traficul ND.

ND operează peste IPv6, ceea ce înseamnă că poate fi utilizat și cu IPsec (IP Security) pentru a asigura caracteristici de securitate ca autentificarea și/sau confidențialitatea pentru comunicațiile locale.