1.1.1 IPv6的发展及进程
20世纪90年代初期，随着互联网的蓬勃发展，网络规模急剧膨胀，IPv4地址短缺和资源分配不均问题开始浮现。因特网工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）启动研究下一代IP地址，并于1991年12月发布RFC 1287，列举了下一代协议需要关注和解决的主要问题。
最重要的是解决IP地址短缺问题。其次，面向互联网需要同时支持TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）/IP和OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）协议栈的情况，构建多协议体系架构。同时，吸取IPv4增强安全能力困难的教训，下一代协议应在设计之初即充分考虑安全需求问题，构建安全体系结构。此外，新协议还应支持流控以满足语音、视频等应用程序的实时应用需求，并面向高阶应用构建能够满足未来创新性要求的协议架构。
IETF同时创建了IPng（IP Next Generation，下一代互联网协议）工作组，以保证后续工作顺利进行。IPng提出了对下一代互联网协议的多项建议，其中3个主要提案为CATNIP（Common Architecture for the Internet，互联网通用架构）、SIPP（Simple Internet Protocol Plus，简单互联网协议增强）和TUBA（TCP and UDP with Bigger Addresses，使用更大地址的TCP和UDP）。
1995年1月，RFC 1752介绍了上述3个提案的关键方案及其存在的问题，同时正式采用IANA（Internet Assigned Numbers Authority，因特网编号分配机构）分配的版本号将IPng更名为IPv6，并综合多个提案给出IPv6报文头及扩展报文头的定义。由此，IPv6初具雏形。
1995年12月，RFC 1883给出了较完整的IPv6标准。1998年12月，经过不断迭代和改进，RFC 2460最终替代RFC 1883，成为现行IPv6的主体。其中对IPv6主要特征和优化点的介绍如下。
•扩展地址能力：IPv6将IP地址大小从32 bit增加到128 bit，以支持更高级别的层次化结构、更多的地址节点和更简单的地址自动配置。组播地址中添加的Scope（作用域）字段提高了组播路由的可扩展性。新型任播地址可用于向一组节点中的任何一个发送数据包。
•简化报文头格式：通过将IPv4报文头中的部分字段删除或变为可选，降低通用情况下的转发处理成本，减少IPv6报文头的开销。
•改进对扩展选项的支持：IP报文头通过扩展选项以支撑更高效的转发，对选项长度的限制较为宽松，为将来引入新选项保留了更大的灵活性。
•流标记能力：IPv6给特定流的数据包添加标签，通过转发节点对其进行特殊处理，从而实现差异化服务。
•身份验证和隐私功能：为IPv6指定了支持身份验证、数据完整性和数据机密性（可选）的扩展。
基于以上特点，RFC 2460对IPv6进行了如下说明。
•明确IPv6为128 bit地址空间，定义IPv6基本报文头格式，改进报文头结构，以提高数据包处理效率。
•明确扩展报文头格式及其转发处理方式，并定义4种初始扩展报文头：Hop-By-Hop Optional Header（逐跳可选报文头，用于携带每个节点都需要检查处理的信息）、Routing Header（RH，路由报文头，用于实现IPv6源路由）、Fragment Header（FH，分片报文头，用于标记分片报文）、Destination Optional Header（DOH，目的选项报文头，用于承载仅需要由数据包的目的节点处理检查的可选信息）。
•改进QoS（Quality of Service，服务质量），定义带有流标签和扩展包头的QoS选项。
•建议大于MTU（Maximum Transmission Unit，最大传输单元）的数据包只在头节点进行分片，并明确分片标记。同时建议采用PMTU（Path Maximum Transmission Unit，路径最大传输单元）发现整个路径的MTU，结合上层协议减少不必要的报文分片。
如上所述，RFC 2460对IPv6进行了关键优化，奠定了IPv6的发展基础。之后，一系列重要RFC也陆续发布，以支撑IPv6能力的扩展。
RFC 2461：定义NDP（Neighbor Discovery Protocol，邻居发现协议），用于邻居链路层地址的解析、状态维护和清除。主机（Host）可以通过NDP发现其连接的路由器网关地址，并结合无状态地址自动配置，实现IPv6的即插即用功能。
RFC 2462：定义SLAAC（Stateless Address Auto-Configuration，无状态地址自动配置）能力，指定了主机在IPv6场景下自动配置接口的步骤，包含生成链路本地地址、通过SLAAC生成站点本地和全局地址以及DAD（Duplicate Address Detection，重复地址检测）过程。当前RFC 2462已被RFC 4862所代替。
RFC 2463：定义ICMPv6（Internet Control Message Protocol version 6，第6版互联网控制报文协议），通过差错报文和消息报文向源节点传递诊断、通知和管理信息。当前RFC 2463已被RFC 4443所代替。
RFC 4291、RFC 4193：定义IPv6新地址架构，包含链路本地地址、全球唯一地址、组播地址、任播地址等多种类型的IPv6地址。
RFC 3041：定义临时地址，用于SLAAC场景随机生成，以保护隐私并防止主机暴露。当前RFC 3041已被RFC 8981所代替。
RFC 4301：定义IPsec（Internet Protocol Security，互联网络层安全协议），以提高IP的安全增强能力，使所有应用程序更便于支持类似VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）的安全加密和隔离。
RFC 6146、RFC 6147：定义有状态NAT64（Network Address Translation IPv6-to-IPv4，IPv6到IPv4的网络地址转换）协议及其与DNS64（Domain Name System IPv6-to-IPv4，IPv6到IPv4的域名系统）的协同方式，解决IPv6与IPv4的兼容性问题。
RFC 7381：给出企业IPv6部署指南（Enterprise IPv6 Deployment Guidelines），指明企业在IPv6演进各阶段内需要考虑的关键问题和改造点。
RFC 8200：2017年，RFC 2460被RFC 8200代替，RFC 8200在已有基础上做了一些参数修正。
RFC 8402、RFC 8754：正式发布SRv6（Segment Routing over IPv6，基于IPv6的段路由）框架，标志着“IPv6+”时代来临。“IPv6+”利用IPv6的扩展能力，实现了更多灵活增强能力（如源路由实现路径调度），提供了更高品质的网络体验，真正实现了IPv6的价值。
随着IPv6 RFC的不断完善，IPv6也在加速发展，历经多个关键节点，如今IPv6已经得到了广泛部署和应用。
1992年底，IETF提出关于IP演进的系统建议并形成白皮书，并于次年9月建立下一代IP领域（IPng Area），启动下一代IP研究。
1996年，伴随一系列RFC先后发布，IPv6的协议体系基本建立。同年3月，IETF启动6bone实验网络建设，并于2003年对外发布，将6bone网络作为IPv6的测试平台。6bone网络最初通过Overlay方式运行在IPv4网络之上，后来逐渐建立IPv6单栈网络，连接了50多个国家的1000多个站点。
2011年，IANA的最后一个IPv4地址块被申请，标志着全球IPv4地址块全部分配完毕。此时，用于个人计算机和服务器系统上的操作系统基本上都已支持IPv6配置，包括Windows、Mac OS X、Linux和Solaris等。
2012年6月6日，国际互联网协会举行世界IPv6启动纪念日，多家知名网站如谷歌、Facebook（2022年更名为Meta）和雅虎等开始永久性支持IPv6访问。
2016年，IAB（Internet Architecture Board，因特网体系委员会）发表声明，表示不再要求新标准或扩展标准兼容IPv4，同时需审校已有标准，要求其必须支持IPv6。
2018年起，SRv6、网络切片、IFIT（In-situ Flow Information Telemetry，随流检测）、APN6（Application-aware IPv6 Networking，应用感知的IPv6网络）等标准先后发布，预示着“IPv6+”时代的来临。“IPv6+”充分发挥了IPv6的灵活性和可扩展性优势，创造了全新的IPv6的协议体系，为网络带来全新体验和价值，可应对业务新需求。
2019年10月30日，中央网信办成立“IPv6+”创新推进组，通过“IPv6+”产学研用等产业链力量，持续完善“IPv6+”技术标准体系。同年11月25日15时35分，RIPE NCC宣布欧洲地区最后一个IPv4地址块分配完成，标志着各区域IPv4地址完全耗尽，IPv6时代全面来临。