IPv6

El Protocolo de Internet versión 4 (IPv4) fue la primera versión de uso público del Protocolo de Internet . IPv4 se desarrolló como un proyecto de investigación por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), una agencia del Departamento de Defensa de los Estados Unidos , antes de convertirse en la base de Internet y la World Wide Web . IPv4 incluye un sistema de direccionamiento que utiliza identificadores numéricos de 32 bits. Estas direcciones se muestran normalmente en notación decimal con puntos como valores decimales de cuatro octetos, cada uno en el rango de 0 a 255, o 8 bits por número. Por lo tanto, IPv4 proporciona una capacidad de direccionamiento de 2³² ^o aproximadamente 4300 millones de direcciones.

El agotamiento de direcciones no fue una preocupación inicial en IPv4, ya que se suponía que esta versión sería una prueba de los conceptos de redes de DARPA. ^{[ 9 ]} Durante la primera década de funcionamiento de Internet, se hizo evidente que era necesario desarrollar métodos para conservar el espacio de direcciones. A principios de la década de 1990, incluso después del rediseño del sistema de direccionamiento utilizando un modelo de red sin clases , quedó claro que esto no sería suficiente para evitar el agotamiento de direcciones IPv4 y que se necesitaban más cambios en la infraestructura de Internet. ^{[ 10 ]}

Los últimos bloques de direcciones de nivel superior no asignados de 16 millones de direcciones IPv4 fueron asignados en febrero de 2011 por la Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA) a los cinco registros regionales de Internet (RIR). ^{[ 11 ]} En ese momento, cada RIR todavía tenía grupos de direcciones disponibles y se esperaba que continuara con las políticas de asignación de direcciones estándar hasta que quedara un bloque de enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR) /8 .

Después de eso, solo se proporcionaron bloques de 1024 direcciones (/22) desde los RIR a un registro local de Internet (LIR). Desde entonces, los cinco RIR — Asia-Pacific Network Information Centre (APNIC), Réseaux IP Européens Network Coordination Centre (RIPE NCC), Latin America and Caribbean Network Information Centre (LACNIC), African Network Information Centre (AFRINIC) y American Registry for Internet Numbers (ARIN) — han llegado a esta etapa. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} RIPE NCC fue el último en hacerlo; anunció que se había quedado sin direcciones IPv4 el 25 de noviembre de 2019, ^{[ 16 ]} y pidió un mayor progreso en la adopción de IPv6.

La principal ventaja de IPv6 sobre IPv4 es su mayor espacio de direcciones. El tamaño de una dirección IPv6 es de 128 bits, en comparación con los 32 bits de IPv4. ^{[ 2 ]} Por lo tanto, el espacio de direcciones tiene 2 ¹²⁸ direcciones (340 undecillones , aproximadamente3,4 × 10 ³⁸ ). Algunos bloques de este espacio y algunas direcciones específicas están reservados para usos especiales .

Si bien este espacio de direcciones es muy grande, la intención de los diseñadores de IPv6 no era asegurar la saturación geográfica con direcciones utilizables. Más bien, las direcciones más largas simplifican la asignación de direcciones, permiten una agregación de rutas eficiente y posibilitan la implementación de características de direccionamiento especiales. En IPv4, se desarrollaron métodos complejos de enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR) para aprovechar al máximo el pequeño espacio de direcciones. La parte del identificador de red de la dirección en IPv6 suele ser de ^2⁶⁴ direcciones, aproximadamente cuatro mil millones de veces el tamaño de todo el espacio de direcciones de IPv4. Por lo tanto, la utilización real del espacio de direcciones será pequeña en IPv6, pero la gestión de la red y la eficiencia del enrutamiento mejoran gracias al gran espacio de subredes y la agregación de rutas jerárquica.

La multidifusión , la transmisión de un paquete a múltiples destinos en una sola operación de envío, forma parte de la especificación base de IPv6. En IPv4, esta es una característica opcional (aunque comúnmente implementada). ^{[ 18 ]} El direccionamiento de multidifusión de IPv6 tiene características y protocolos en común con la multidifusión de IPv4, pero también proporciona cambios y mejoras al eliminar la necesidad de ciertos protocolos. IPv6 no implementa la difusión IP tradicional , es decir, la transmisión de un paquete a todos los hosts en el enlace conectado utilizando una dirección de difusión especial , y por lo tanto no define direcciones de difusión. En IPv6, el mismo resultado se logra enviando un paquete al grupo de multidifusión link-local all nodes en la dirección ff02::1 , que es análogo a la multidifusión de IPv4 a la dirección 224.0.0.1 . IPv6 también proporciona nuevas implementaciones de multidifusión, incluida la incrustación de direcciones de punto de encuentro en una dirección de grupo de multidifusión de IPv6, lo que simplifica el despliegue de soluciones entre dominios. ^{[ 19 ]}

En IPv4, es muy difícil para una organización obtener incluso una sola asignación de grupo de multidifusión enrutable globalmente, y la implementación de soluciones entre dominios es arcana. ^{[ 20 ]} Las asignaciones de direcciones unicast por parte de un registro de Internet local para IPv6 tienen al menos un prefijo de enrutamiento de 64 bits, lo que produce el tamaño de subred más pequeño disponible en IPv6 (también de 64 bits). Con dicha asignación, es posible incrustar el prefijo de dirección unicast en el formato de dirección multicast IPv6, al tiempo que se proporciona un bloque de 32 bits, los bits menos significativos de la dirección, o aproximadamente 4200 millones de identificadores de grupo multicast. Por lo tanto, cada usuario de una subred IPv6 tiene automáticamente disponible un conjunto de grupos multicast específicos de origen enrutables globalmente para aplicaciones multicast. ^{[ 21 ]}

Los hosts IPv6 se configuran automáticamente. Cada interfaz tiene una dirección local de enlace autogenerada y, al conectarse a una red, se realiza la resolución de conflictos y los enrutadores proporcionan prefijos de red mediante anuncios de enrutador. ^{[ 22 ]} La configuración sin estado de los enrutadores se puede lograr con un protocolo especial de renumeración de enrutadores. ^{[ 23 ]} Cuando sea necesario, los hosts pueden configurar direcciones con estado adicionales mediante el Protocolo de configuración dinámica de host versión 6 (DHCPv6) o direcciones estáticas manualmente.

Al igual que IPv4, IPv6 admite direcciones IP únicas a nivel global . El diseño de IPv6 buscaba reafirmar el principio de extremo a extremo en el diseño de redes, concebido originalmente durante los inicios de Internet, al dejar obsoleta la traducción de direcciones de red . Por lo tanto, cualquier dispositivo en la red puede ser direccionado globalmente directamente desde cualquier otro dispositivo.

Una dirección IP estable, única y direccionable globalmente facilitaría el seguimiento de un dispositivo a través de redes. Por lo tanto, dichas direcciones representan una preocupación particular en materia de privacidad para dispositivos móviles, como computadoras portátiles y teléfonos celulares. ^{[ 24 ]} Para abordar estas preocupaciones de privacidad, el protocolo SLAAC incluye lo que se denomina comúnmente "direcciones de privacidad" o, más correctamente, "direcciones temporales". ^{[ 25 ]} Las direcciones temporales son aleatorias e inestables. Un dispositivo de consumo típico genera una nueva dirección temporal diariamente e ignora el tráfico dirigido a una dirección antigua después de una semana. Las direcciones temporales se utilizan de forma predeterminada en Windows desde XP SP1, ^{[ 26 ]} macOS desde (Mac  OS  X) 10.7, Android desde 4.0 e iOS desde la versión 4.3. El uso de direcciones temporales por parte de las distribuciones de Linux varía. ^{[ 27 ]}

Renumerar una red existente para un nuevo proveedor de conectividad con prefijos de enrutamiento diferentes es un esfuerzo importante con IPv4. ^{[ 28 ] [ 29 ]} Sin embargo, con IPv6, cambiar el prefijo anunciado por algunos enrutadores puede, en principio, renumerar una red completa, ya que los identificadores de host (los 64 bits menos significativos de una dirección) pueden ser autoconfigurados independientemente por un host. ^{[ 22 ]} El método de generación de direcciones SLAAC depende de la implementación. IETF recomienda que las direcciones sean deterministas pero semánticamente opacas. ^{[ 30 ]}

El Protocolo de Seguridad de Internet (IPsec) se desarrolló originalmente para IPv6, pero su implementación generalizada se produjo primero en IPv4, para el cual se rediseñó. IPsec era una parte obligatoria de todas las implementaciones del protocolo IPv6, ^{[ 2 ]} y se recomendaba el Intercambio de Claves de Internet (IKE), pero con la RFC 6434 la inclusión de IPsec en las implementaciones de IPv6 se redujo a una recomendación porque se consideró poco práctico exigir la implementación completa de IPsec para todos los tipos de dispositivos que pudieran usar IPv6. ^{[ 31 ]} Sin embargo, a partir de la RFC 4301, las implementaciones del protocolo IPv6 que implementan IPsec deben implementar IKEv2 y admitir un conjunto mínimo de algoritmos criptográficos . Este requisito ayudará a que las implementaciones de IPsec sean más interoperables entre dispositivos de diferentes proveedores. El encabezado de autenticación de IPsec (AH) y el encabezado de carga útil de seguridad encapsulada (ESP) se implementan como encabezados de extensión de IPv6. ^{[ 32 ]}

La cabecera del paquete en IPv6 es más simple que la cabecera de IPv4. Muchos campos poco utilizados se han movido a extensiones de cabecera opcionales. La cabecera del paquete IPv6 ha simplificado el proceso de reenvío de paquetes por parte de los enrutadores . Aunque las cabeceras de los paquetes IPv6 son al menos el doble de grandes que las de IPv4, el procesamiento de paquetes que solo contienen la cabecera base IPv6 por parte de los enrutadores puede, en algunos casos, ser más eficiente, porque se requiere menos procesamiento en los enrutadores debido a que las cabeceras están alineadas para coincidir con tamaños de palabra comunes . ^{[ 2 ] [ 17 ]} Sin embargo, muchos dispositivos implementan la compatibilidad con IPv6 en software (en lugar de hardware), lo que resulta en un rendimiento de procesamiento de paquetes muy deficiente. ^{[ 33 ]} Además, para muchas implementaciones, el uso de cabeceras de extensión hace que los paquetes sean procesados ​​por la CPU de un enrutador, lo que lleva a un rendimiento deficiente o incluso a problemas de seguridad. ^{[ 34 ]}

Además, una cabecera IPv6 no incluye una suma de comprobación. La suma de comprobación de la cabecera IPv4 se calcula para la cabecera IPv4 y los enrutadores deben recalcularla cada vez que el tiempo de vida (denominado límite de salto en el protocolo IPv6) se reduce en uno. La ausencia de una suma de comprobación en la cabecera IPv6 promueve el principio de extremo a extremo del diseño de Internet, que preveía que la mayor parte del procesamiento en la red se realizara en los nodos hoja. Se asume que la protección de la integridad de los datos encapsulados en el paquete IPv6 está garantizada tanto por la capa de enlace como por la detección de errores en los protocolos de capas superiores, a saber, el Protocolo de Control de Transmisión (TCP) y el Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP) en la capa de transporte . Por lo tanto, mientras que IPv4 permitía que las cabeceras de datagramas UDP no tuvieran suma de comprobación (indicada por 0 en el campo de cabecera), IPv6 requiere una suma de comprobación en las cabeceras UDP.

Los enrutadores IPv6 no realizan fragmentación IP . Los hosts IPv6 deben realizar una de las siguientes acciones: realizar descubrimiento de MTU de ruta , realizar fragmentación de extremo a extremo o enviar paquetes que no superen la unidad de transmisión máxima (MTU) predeterminada, que es de 1280 octetos .

A diferencia de IPv4 móvil, IPv6 móvil evita el enrutamiento triangular y, por lo tanto, es tan eficiente como IPv6 nativo. Los enrutadores IPv6 también pueden permitir que subredes completas se muevan a un nuevo punto de conexión del enrutador sin renumeración. ^{[ 35 ]}

El encabezado del paquete IPv6 tiene un tamaño mínimo de 40 octetos (320 bits). Las opciones se implementan como extensiones. Esto brinda la oportunidad de extender el protocolo en el futuro sin afectar la estructura central del paquete. ^{[ 2 ]} Sin embargo, RFC 7872 señala que algunos operadores de red descartan paquetes IPv6 con encabezados de extensión cuando atraviesan sistemas autónomos de tránsito .

Los 128 bits de una dirección IPv6 se representan en 8 grupos de 16 bits cada uno. Cada grupo se escribe como cuatro dígitos hexadecimales (a veces llamados hextetos ^{[ 40 ] [ 41 ]} o más formalmente hexadectetos ^{[ 42 ]} e informalmente quibble o quad-nibble ^{[ 42 ]} ) y los grupos están separados por dos puntos (:). Un ejemplo de esta representación es 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329 .

Para mayor comodidad y claridad, la representación de una dirección IPv6 se puede abreviar con las siguientes reglas:

• Se eliminan uno o más ceros iniciales de cualquier grupo de dígitos hexadecimales, lo que generalmente se hace con todos los ceros iniciales. Por ejemplo, el grupo 0042 se convierte en 42. El grupo 0000 se convierte en 0 .
• Las secciones consecutivas de ceros se reemplazan con dos puntos (::). Esto solo se puede usar una vez en una dirección, ya que su uso múltiple haría que la dirección fuera indeterminada. No se deben usar dos puntos dobles para indicar una sección simple de ceros omitida. ^{[ 43 ] : §4.2.2}

Un ejemplo de aplicación de estas reglas:

Dirección inicial: 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329 .

Después de eliminar todos los ceros iniciales en cada grupo: 2001:db8:0:0:0:ff00:42:8329 .

Después de omitir secciones consecutivas de ceros: 2001:db8::ff00:42:8329 .

La dirección de bucle invertido se define como 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 ^{[ 44 ]} y se abrevia a ::1 utilizando ambas reglas.

Como una dirección IPv6 puede tener más de una representación, el IETF ha publicado un estándar propuesto para representarlas en texto . ^{[ 43 ]} Debido a que las direcciones IPv6 contienen dos puntos, y las URL usan dos puntos para separar el host del número de puerto, una dirección IPv6 utilizada como la parte del host de una URL debe encerrarse entre corchetes, ^{[ 45 ]} por ejemplo http://[2001:db8:4006:812::200e] o http://[2001:db8:4006:812::200e]:8080/path/page.html .

Todas las interfaces de los hosts IPv6 requieren una dirección de enlace local , cuyo prefijo es fe80:: / 10. Este prefijo va seguido de 54 bits que pueden utilizarse para el subneteo, aunque normalmente se establecen en cero, y un identificador de interfaz de 64 bits. El host puede calcular y asignar el identificador de interfaz por sí mismo, sin la presencia ni la cooperación de un componente de red externo como un servidor DHCP, en un proceso denominado autoconfiguración de direcciones de enlace local .

Los 64 bits inferiores de la dirección de enlace local (el sufijo) se derivaban originalmente de la dirección MAC de la tarjeta de interfaz de red subyacente. Dado que este método de asignación de direcciones provocaba cambios de dirección indeseables al sustituir tarjetas de red defectuosas, y además presentaba varios problemas de seguridad y privacidad, el RFC 8064 sustituyó el método original basado en MAC por el método basado en hash especificado en el RFC 7217 .  

IPv6 utiliza un nuevo mecanismo para asignar direcciones IP a direcciones de capa de enlace (por ejemplo, direcciones MAC ), ya que no admite el método de direccionamiento de difusión , en el que se basa la funcionalidad del Protocolo de resolución de direcciones (ARP) en IPv4. IPv6 implementa el Protocolo de descubrimiento de vecinos (NDP, ND) en la capa de enlace , que se basa en ICMPv6 y la transmisión multicast . ^{[ 8 ] : 210} Los hosts IPv6 verifican la unicidad de sus direcciones IPv6 en una red de área local (LAN) enviando un mensaje de solicitud de vecino pidiendo la dirección de capa de enlace de la dirección IP. Si algún otro host en la LAN está utilizando esa dirección, responde. ^{[ 46 ]}

Un host que inicia una nueva interfaz IPv6 primero genera una dirección de enlace local única utilizando uno de varios mecanismos diseñados para generar una dirección única. Si se detecta una dirección no única, el host puede intentarlo de nuevo con una dirección recién generada. Una vez establecida una dirección de enlace local única, el host IPv6 determina si la LAN está conectada en este enlace a alguna interfaz de enrutador que admita IPv6. Para ello, envía un mensaje de solicitud de enrutador ICMPv6 al grupo de multidifusión all-routers ^{[ 47 ]} con su dirección de enlace local como origen. Si no hay respuesta después de un número predeterminado de intentos, el host concluye que no hay enrutadores conectados. Si recibe una respuesta, conocida como anuncio de enrutador, de un enrutador, la respuesta incluye la información de configuración de red para permitir el establecimiento de una dirección globalmente única con un prefijo de red unicast apropiado. ^{[ 48 ]} También hay dos bits de bandera que le indican al host si debe usar DHCP para obtener más información y direcciones:

• El bit Manage indica si el host debe usar DHCP para obtener direcciones adicionales en lugar de depender de una dirección autoconfigurada del anuncio del enrutador.
• El bit Otro, que indica si el host debe o no obtener otra información a través de DHCP. La otra información consiste en una o más opciones de información de prefijo para las subredes a las que está conectado el host, una duración para el prefijo y dos indicadores: ^{[ 46 ]}
  • Enlace directo: Si se activa esta opción, el host tratará todas las direcciones de la subred específica como si estuvieran en el mismo enlace y enviará los paquetes directamente a ellas en lugar de enviarlos a un enrutador durante el tiempo de vida especificado.
  • Dirección: Este indicador le indica al host que cree una dirección global.

El procedimiento de asignación de direcciones globales es similar al de la construcción de direcciones locales. El prefijo se obtiene mediante anuncios de enrutadores en la red. Múltiples anuncios de prefijo dan lugar a la configuración de múltiples direcciones. ^{[ 46 ]}

La autoconfiguración de direcciones sin estado (SLAAC) requiere un bloque de direcciones / 64 . ^{[ 7 ]} A los registros locales de Internet se les asignan al menos bloques / 32 , que dividen entre redes subordinadas. ^{[ 49 ]} La recomendación inicial de septiembre de 2001 establecía la asignación de una subred / 48 a los sitios de consumidores finales. ^{[ 50 ]} En marzo de 2011 , esta recomendación se refinó: ^{[ 51 ]} El IETF "recomienda dar a los sitios de origen significativamente más que un solo / 64 , pero no recomienda que a cada sitio de origen se le asigne un / 48 ". Se consideran específicamente los bloques de / 56 . Queda por ver si los ISP respetarán esta recomendación. Por ejemplo, durante las pruebas iniciales, a los clientes de Comcast se les asignó una sola red / 64 . ^{[ 52 ]}

Las implementaciones de IP de doble pila proporcionan pilas de protocolos IPv4 e IPv6 completas en el sistema operativo de un ordenador o dispositivo de red sobre la implementación común de la capa física , como Ethernet . Esto permite que los hosts de doble pila participen en redes IPv6 e IPv4 simultáneamente. ^{[ 63 ]}

Un dispositivo con implementación de pila dual en el sistema operativo tiene una dirección IPv4 y una IPv6, y puede comunicarse con otros nodos en la LAN o Internet utilizando cualquiera de los dos protocolos. El protocolo DNS es utilizado por ambos protocolos IP para resolver nombres de dominio completos y direcciones IP, pero la pila dual requiere que el servidor DNS pueda resolver ambos tipos de direcciones. Dicho servidor DNS de pila dual almacena las direcciones IPv4 en los registros A y las direcciones IPv6 en los registros AAAA. Dependiendo del destino que se deba resolver, un servidor de nombres DNS puede devolver una dirección IP IPv4, IPv6 o ambas. Es necesario configurar un mecanismo de selección de dirección predeterminado, o protocolo preferido, ya sea en los hosts o en el servidor DNS.

El IETF ha publicado Happy Eyeballs para ayudar a las aplicaciones de pila dual, de modo que puedan conectarse usando tanto IPv4 como IPv6, pero prefieran una conexión IPv6 si está disponible. Sin embargo, la pila dual también debe implementarse en todos los enrutadores entre el host y el servicio para el cual el servidor DNS ha devuelto una dirección IPv6. Los clientes de pila dual deben configurarse para preferir IPv6 solo si la red puede reenviar paquetes IPv6 usando las versiones IPv6 de los protocolos de enrutamiento . Cuando los protocolos de red de pila dual están implementados, la capa de aplicación se puede migrar a IPv6. ^{[ 64 ] [ 65 ]} Si bien la pila dual es compatible con los principales proveedores de sistemas operativos y dispositivos de red, el hardware de red y los servidores heredados no son compatibles con IPv6.

Los proveedores de servicios de Internet (ISP) ofrecen cada vez más a sus clientes empresariales y particulares direcciones IPv6 unicast globales de acceso público. Sin embargo, si en la red de área local (LAN) todavía se utiliza IPv4 y el ISP solo puede proporcionar una dirección IPv6 de acceso público, las direcciones IPv4 de la LAN se traducen a la dirección IPv6 de acceso público mediante NAT64 , un mecanismo de traducción de direcciones de red (NAT). Algunos ISP no pueden proporcionar a sus clientes direcciones IPv4 e IPv6 de acceso público, lo que impide la compatibilidad con redes de doble pila, debido a que han agotado su grupo de direcciones IPv4 enrutables globalmente. Mientras tanto, los clientes de los ISP siguen intentando acceder a servidores web IPv4 y otros destinos. ^{[ 66 ]}

Un porcentaje significativo de proveedores de servicios de Internet (ISP) en todas las zonas del Registro Regional de Internet (RIR) ha obtenido espacio de direcciones IPv6. Esto incluye a muchos de los principales ISP y operadores de redes móviles del mundo , como Verizon Wireless , StarHub Cable , Chubu Telecommunications , Kabel Deutschland , Swisscom , T-Mobile , Internode y Telefónica . ^{[ 67 ]}

Si bien algunos ISP todavía asignan a sus clientes solo direcciones IPv4, muchos les asignan solo direcciones IPv6 o una pila dual (IPv4 e IPv6). Los ISP informan que la proporción de tráfico IPv6 de los clientes en su red oscila entre el 20 % y el 40 %, pero a mediados de 2017, el tráfico IPv6 aún representaba solo una fracción del tráfico total en varios puntos de intercambio de Internet (IXP) importantes. AMS-IX informó que era del 2 % y SeattleIX del 7 %. Una encuesta de 2017 reveló que muchos clientes de DSL atendidos por un ISP de pila dual no solicitaban a los servidores DNS que resolvieran nombres de dominio completos en direcciones IPv6. La encuesta también reveló que la mayor parte del tráfico de los recursos de servidores web compatibles con IPv6 todavía se solicitaba y servía a través de IPv4, principalmente debido a clientes de ISP que no utilizaban la función de pila dual proporcionada por su ISP y, en menor medida, debido a clientes de ISP que solo ofrecían IPv4. ^{[ 68 ]}

La base técnica para la tunelización, o encapsulación de paquetes IPv6 en paquetes IPv4, se describe en el RFC 4213. Cuando la red troncal de Internet era exclusivamente IPv4, uno de los protocolos de tunelización más utilizados era 6to4 . ^{[ 69 ]} La tunelización Teredo también se utilizaba con frecuencia para integrar las LAN IPv6 con la red troncal de Internet IPv4. Teredo se describe en el RFC 4380 y permite que las redes de área local IPv6 se tunelicen sobre redes IPv4, encapsulando paquetes IPv6 dentro de UDP. El relé Teredo es un enrutador IPv6 que actúa como intermediario entre un servidor Teredo y la red IPv6 nativa. Se esperaba que 6to4 y Teredo se implementaran ampliamente hasta que las redes de los ISP migraran a IPv6 nativo, pero en 2014 las estadísticas de Google mostraron que el uso de ambos mecanismos había caído a casi cero. ^{[ 70 ]}

Las implementaciones híbridas de pila dual IPv6/IPv4 reconocen una clase especial de direcciones, las direcciones IPv6 mapeadas a IPv4. ^{[ 71 ] : §2.2.3 [ 7 ]} Estas direcciones se escriben normalmente con un prefijo de 96 bits en el formato estándar de IPv6, y los 32 bits restantes se escriben en la notación decimal con puntos habitual de IPv4.

Las direcciones de este grupo constan de un prefijo de 80 bits de ceros, los siguientes 16 bits son unos y los 32 bits restantes, los menos significativos, contienen la dirección IPv4. Por ejemplo, ::ffff:192.0.2.128 representa la dirección IPv4 192.0.2.128 . Un formato anterior, denominado "dirección IPv6 compatible con IPv4", era ::192.0.2.128 ; sin embargo, este método está obsoleto. ^{[ 7 ]}

Debido a las importantes diferencias internas entre las pilas de protocolos IPv4 e IPv6, algunas de las funcionalidades de bajo nivel disponibles para los programadores en la pila IPv6 no funcionan igual cuando se utilizan con direcciones mapeadas a IPv4. Algunas pilas IPv6 comunes no implementan la función de direcciones mapeadas a IPv4, ya sea porque las pilas IPv6 e IPv4 son implementaciones separadas (por ejemplo, Microsoft Windows 2000, XP y Server 2003) o por motivos de seguridad ( OpenBSD ). ^{[ 72 ]} En estos sistemas operativos, un programa debe abrir un socket separado para cada protocolo IP que utilice. En algunos sistemas, por ejemplo, el kernel de Linux , NetBSD y FreeBSD , esta función se controla mediante la opción de socket IPV6_V6ONLY. ^{[ 73 ] : 22}

El prefijo de dirección 64:ff9b::/96 es una clase de direcciones IPv6 incrustadas en IPv4 para su uso en métodos de transición NAT64 . ^{[ 74 ]} Por ejemplo, 64:ff9b::192.0.2.128 representa la dirección IPv4 192.0.2.128 .

La adición de nodos con IPv6 habilitado por defecto por el fabricante del software puede resultar en la creación inadvertida de redes en la sombra , lo que provoca que el tráfico IPv6 fluya hacia redes que solo tienen implementada la administración de seguridad IPv4. Esto también puede ocurrir con las actualizaciones del sistema operativo, cuando el sistema operativo más reciente habilita IPv6 por defecto, mientras que el anterior no lo hacía. No actualizar la infraestructura de seguridad para admitir IPv6 puede provocar que el tráfico IPv6 la eluda. ^{[ 77 ]} Se han producido redes en la sombra en redes empresariales en las que las empresas están reemplazando sistemas Windows XP que no tienen una pila IPv6 habilitada por defecto, por sistemas Windows 7 que sí la tienen. ^{[ 78 ]} Por lo tanto, algunos implementadores de pilas IPv6 han recomendado deshabilitar las direcciones mapeadas de IPv4 y, en su lugar, utilizar una red de doble pila donde sea necesario admitir tanto IPv4 como IPv6. ^{[ 79 ]}

Las investigaciones han demostrado que el uso de la fragmentación podría aprovecharse para eludir los controles de seguridad de la red, de forma similar a IPv4. Como resultado, ahora se requiere que el primer fragmento de un paquete IPv6 contenga la cadena completa de encabezados IPv6, ^{[ 80 ]} de modo que se prohíben algunos casos de fragmentación muy problemáticos. Además, como resultado de las investigaciones sobre la evasión de RA-Guard, el uso de la fragmentación está desaconsejado con Neighbor Discovery , ^{[ 81 ]} y se desaconseja con Secure Neighbor Discovery (SEND). ^{[ 82 ]}

Debido al crecimiento global previsto de Internet , el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) inició a principios de la década de 1990 un esfuerzo para desarrollar un protocolo IP de próxima generación. ^{[ 8 ] : 209} A principios de 1992, aparecieron varias propuestas para un sistema de direccionamiento de Internet ampliado y, a finales de 1992, el IETF anunció una convocatoria para la presentación de documentos técnicos. ^{[ 83 ]}

En septiembre de 1993, el IETF creó un área temporal y ad hoc de IP Next Generation (IPng) para tratar específicamente estos problemas. La nueva área fue dirigida por Allison Mankin y Scott Bradner , y tenía una dirección con 15 ingenieros de diversos orígenes para establecer la dirección y la revisión preliminar de documentos: ^{[ 10 ] [ 84 ]} Los miembros del grupo de trabajo fueron J. Allard (Microsoft), Steve Bellovin (AT&T), Jim Bound ( Digital Equipment Corporation ), Ross Callon (Wellfleet), Brian Carpenter (CERN), Dave Clark (MIT), John Curran (NEARNET), Steve Deering (Xerox), Dino Farinacci (Cisco), Paul Francis (NTT), Eric Fleischmann (Boeing), Mark Knopper (Ameritech), Greg Minshall (Novell), Rob Ullmann (Lotus) y Lixia Zhang (Xerox). ^{[ 85 ]}

El Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet adoptó el modelo IPng el 25 de julio de 1994, con la formación de varios grupos de trabajo de IPng. ^{[ 10 ]} Para 1996, se publicó una serie de RFC que definían el Protocolo de Internet versión 6 (IPv6), comenzando con el RFC 1883. (La versión 5 fue utilizada por el Protocolo de Flujo de Internet experimental ). 

El primer RFC que estandarizó IPv6 fue el RFC 1883 en 1995. ^{[ 86 ]} En 1998, el RFC 2460 se convirtió en el RFC para IPv6. ^{[ 8 ] : 209} En julio de 2017, el RFC 2460 fue reemplazado por el RFC 8200 , que elevó IPv6 a "Estándar de Internet" (el nivel de madurez más alto para los protocolos IETF). ^{[ 3 ]} . El RFC 8201 es un estándar IPv6 relacionado que describe cómo descubrir la ruta de red más eficiente desde el origen hasta el destino que tiene el tamaño de paquete más grande permitido para evitar la fragmentación de paquetes IP y, por lo tanto, mantener el rendimiento de la transmisión de paquetes.