IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网协议的第六版，设计用来替代IPv4，以解决IPv4地址空间耗尽的问题。IPv6的引入源于20世纪80年代初制定的IPv4，它提供了32位地址，用点分十进制表示，总计大约43亿个地址。在当时，这看似是一个庞大的数量，但随着互联网的迅速发展，特别是个人计算机、移动设备以及物联网设备的普及，IPv4地址的需求远远超过了预期。
1990年代，万维网的出现推动了互联网的普及，导致IPv4地址需求急剧增加。路由表的快速增长也表明了问题的严重性，例如1994年已经有超过20,000条路由。为了解决短期的地址短缺问题，IETF（互联网工程任务组）提出了几种策略，包括网络地址转换（NAT）、私有地址空间（如10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16）和无类域间路由（CIDR）。然而，这些仅是权宜之计，无法从根本上解决地址耗尽的问题。
为了长期解决这个问题，IPv6应运而生，它在1990年代中期到晚期开始开发。IPv6不再是一个全新的协议，而是基于IPv4的经验教训进行改进。最大的改变在于，IPv6采用了128位的地址空间，这比IPv4的32位大了几个数量级。128位地址用十六进制表示，可以提供340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456个地址，也就是340个未解的万亿（或340 undecillion），这个数量级远远超过了地球上的沙粒数量，几乎可以满足未来所有可能的联网设备需求。
IPv6的设计还考虑了其他改进，比如简化和优化的头部格式，支持更大的路由效率，以及内置的流动性和安全性功能。此外，IPv6支持自动配置，使得设备能够更方便地连接到网络，而无需手动分配IP地址。它还引入了多播和任意播地址，提高了网络资源的利用效率。
IPv6的推出是互联网演进的重要里程碑，旨在解决IPv4的局限性，提供几乎无限的地址空间，并且提升了网络性能和安全性。随着IPv4地址的日益稀缺，IPv6的部署已经成为全球互联网发展的一个关键趋势。通过理解IPv6的基础知识，网络管理员、系统工程师和IT专业人士能够更好地适应未来网络环境的需求。
