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IPv4的局限性主要表现在：32位的IP地址空间将无法满足因特网迅速增长的要求；不定长的数据报头域处理影响了路由器的性能提高；单调的服务类型处理；缺乏安全性要求的考虑；负载的分段／组装功能影响了路由器处理的效率。
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.地址长度为128位，以支持大规模数量的网络节点。
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.IPv6简化了报头，减少了路由表长度，同时减少了路由器处理报头的时间，降低了报文通过因特网的延迟。
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.增强了选项和扩展功能，使IPv6具有更大的灵活性和更强的功能。
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.IPv6对服务质量（QoS）作了定义，IPv6报文可以标记数据所属的流类型，以便路由器或交换机进行相应的处理。
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IPv6的地址空间采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。
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IPv6地址的长度为128位，使用冒号分开的十六进制数来表示，例如21DA:0000:0000:0000:00C2:0EF0:A57E。
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某些IPv6地址中可能包含一长串0。当出现这种情况时，可将连续的0压缩，例如上述地址可缩写为21DA:0:0:0:C2:EF0:A57E;如果有多个连续的0000，可用双冒号来代替，例如上述地址可进一步缩写成21DA::C2:EF0:A57E。
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IPv6计算机中IPv4地址的表示有两种格式：兼容的和映射的。
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.兼容地址：96位0和32位的IPv4地址，用于IPv6计算机要将报文发送给另一个IPv6计算机，但需要通过IPv4的区域。例如，IPv4地址2.13.17.14的兼容的IPv6地址是0::020D:110E。
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.映射地址：80位的0后面跟着16位的1，再接32位的IPv4地址，用于IPv6计算机给IPv4计算机发送报文。例如，IPv4地址2.13.17.14映射的IPv6地址是0::FFFF:020D:110E。
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IPv6地址有3种基本类型：单播地址、多播地址和任播地址。其中，任播地址是IPv6新增的一种地址类型，任播的目的站是一组计算机，但数据包在交付时只交付给其中的一个，通常是距离最近的一个。
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IPv6数据包有一个40字节的基本首部，其后可允许有零个或多个扩展首部，再后面是数据，如下图所示。
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