Eine IP-Adresse ist eine 32-Bit-Adresse, die der Identifizierung eines Knotens in einem IP-Verbund-Netzwerk dient.  Jedem Knoten des IP-Netzwerkes muss eine eindeutige IP-Adresse zugewiesen werden. Innerhalb einer IP-Adresse unterscheidet man die Adressklassen,  die Netzwerkadresse (Netzwerk-ID) und die Host- oder Rechneradresse (Host-ID). Die ersten (1-3 Bit) definieren die Adressklasse, der nachfolgende Netzwerkanteil kann je nach Klasse (7-21 Bit) lang sein. Die Host-ID ist für die  Benutzeridentifikation verantwortlich, diese kann, abhängig von der Länge der Adressklasse und der Länge des Netzwerkanteils (8-24 Bit) betragen. Diese Adresse wird in der Regel in Dezimalpunkt-Notation angegeben,  wobei die Dezimalwerte des jeweiligen Oktetts durch einen Punkt voneinander getrennt sind: z. B. 192.168.1.0                                                 

IPv6 ist das Nachfolgeprotokoll des Internet Protocol (IP) bzw. IPv4. Es ist bereits in viele Betriebssysteme integriert (xBSD, Windows, Linux-Distributionen). 

IPv6-Adressraum
Im Unterschied zu IPv4, welches nur einen 32-Bit-Adressbereich aufweist, bietet IPv6 einen Adressbereich von 128 Bit. Damit kann  man einen vielfach grösseren Adressbereich ansteuern und damit wesentlich mehr Rechner im Internet mit IP-Adressen  versehen: anstatt ca. 4,3 Milliarden (2 ^ 32) Adressen im 32-Bit IPv4 sind es bei IPv6 ca. 340 Sextillionen (2 ^ 128)! Es können also rein rechnerisch für jeden  Quadratmillimeter Oberfläche der Erde ungefähr 667 Billiarden IPv6-Adressen zur Verfügung gestellt werden. Tatsächlich werden jedoch nur die ersten 64-Bit für das Routing verwendet, während die letzten 64-Bit zur Identifizierung der Hosts eingesetzt  werden. In Asien werden die IPv4 Adressen schon knapp und auch allgemein wird der Adressraum des IPv4 Protokolls nicht ausreichen, denn neben  einer exponentiell ansteigenden Zahl von neuen benötigten IP-Adressen ist ein grosser Teil des IP-Adressraumes nicht nutzbar, da er für Sonderaufgaben (Multicast) zugeteilt ist oder zu grossen Subnetzen gehört. Die Normen werden von der IETF gesetzt.  Eine IPv6-Adresse hat z.B. folgenden Aufbau: 128 Bit zu 8 Blöcken mit je 16 Bit in Hexadezimalschreibweise: 2001:A00:687:588:a2ff:300:32ee:b1de.  Führende Nullen eines 16-Bit Blockes können weggelassen werden, eine ununterbrochene Reihe von Null-Blöcken kann durch :: ersetzt werden. Diese Notationsform gilt für Anycast-, Multicast- und Unicast-Adressen.   

Features und Dienste
Das IPv6 verfügt über folgende zusätzliche Features: Im Header können Optionen gesetzt werden, die nur noch vom Zielrechner ausgewertet werden.  Dadurch wird die Belastung für das Netzwerk verringert. DHCP ist bei IPv6 i.d.R. nicht notwendig, da IPv6-Adressen autokonfiguriert werden.  IPv6 beinhaltet die Dienste IPSecurity (IPSec) und Qualtity of Service (QoS). Durch die Funktion "Multicast" können Multimediadaten schneller übertragen werden. Durch das Netzwerkprotokoll Mobile IP kann man  mit einem mobilen Endgerät (Handheld, Notebook, Handy) das Rechnernetz wechseln, ohne seine IP-Adresse zu wechseln. 

Autokonfiguration, link-lokale Adressen, Stateless Address Autoconfiguration
Die Autokonfiguration der IPv6-Adressen funktioniert so, dass ein IPv6-Stack aus einer Layer-2-MAC-Adresse (OSI-Sicherungsschicht) eine  link-lokale Adresse errechnen kann. Die link-lokalen Adressen sind in den ersten Bits der IPv6 Adresse, dem Präfix, enthalten und haben eine Sonderfunktion: sie werden von den Routern nicht weitergeleitet und sind nur im gleichen Teilnetz erreichbar.  IPv6 arbeitet mit 'Scopes', das sind netztopologische Bereiche für die die Adresse gültig ist. Die Scopes sind entweder global eindeutig oder link-lokal eindeutig: link-lokale Adressen sind also nur auf dem physikalischen Link, an dem der jeweilige  Netzknoten angeschlossen ist, eindeutig und gültig. In IPv6 unterscheidet man Stateful Address Autoconfiguration (mit DHCPv6) und Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC), sowie manuelle Konfiguration (keine Autokonfiguration).  SLAAC ist Bestandteil von IPv6 und auch für Anfänger geeignet, wird doch jede SLAAC-Implementierung vom IPv6-Protokoll ausgeführt: SLAAC (RFC 2462) ermöglicht es einem Host-Rechner, sich selbst mit IPv6-Adressen zu konfigurieren.  Der IPv6 Host benötigt dazu jeweils nur die eigenen Daten sowie die sog. Router Ankündigungen (RAs). Router Ankündigungen sind Informationen, die der Router an alle Rechner in Form von einem Link sendet. Router Ankündigungen beziehen sich auf den jeweils  verbundenen Link: Subnetz/Layer2 Broadcast Domänen. RAs enthalten Informationen über die vorderen 64-Bit einer globalen IPv6 Adresse, den Routing-Präfix und der IPv6-Defaultroute für das Subnet.  Der SLAAC-Prozess startet, wenn ein IPV6-Host gebootet wird oder das IPv6 Protokol initialisiert wird. Der IPv6 Host konfiguriert dann zunächst link-lokale Adressen für seine Interfaces: er erzeugt aus seiner MAC-Adresse (EUI-48) eine EUI-64-ID.  Die EUI-64-ID hängt er an das Präfix für link-lokale Adressen an. Mit der link-lokalen Adresse sucht ein Routing-Gerät nach Routern in seinem Netzwerksegment. Das wird erreicht durch eine Anfrage an die Multicast  Adresse über die alle Router eines LLC Sublayers (Logical Link Control Sublayer) erreichbar sind. Der LLC Sublayer ist zuständig für die Fehlererkennung und Fehlerbehebung gemäss dem OSI-Schichtenmodell  auf Ebene 2. Daraufhin sendet ein Router Daten über den Adressbereich, aus dem das Gerät sich eine Adresse zuweisen darf. Die Duplicate Address Detection verhindert doppelte Adressvergabe und  muss von jedem Gerät nach der Adresswahl durchgeführt werden; nur unvergebene Adressen sind auszuwählen.

IPv6-Header
Der IPv6 Header ist 40 Byte gross (Header Size) und enthält keine Angabe über die Grösse, das Fragment  Offset oder die Prüfsumme. Die Fragmentierung von Datenpaketen erfolgt beim Absender, wodurch die Router bei der Weiterleitung in andere Netze entlastet werden. Die Payload Length ist ein 16-Bit-Feld und gibt die Länge des Datenteils (Nutzdaten) an.  Die maximale Grösse der Nutzdaten ist 65535 Byte. Für grössere Datenpakte ist ein Jumbogram im Extension Header vorgesehen: Datenpakete bis zu einer Grösse von 2 ^ 32 Byte (4096 Mebibyte) sind erlaubt. 

IPv6-Datagramm - keine Fragmentierung
Bei IPv6 wird keine Daten-Fragmentierung mehr verwendet: überschreitet ein IP-Datagramm die MTU, so wird der Absender per ICMP-Nachricht darüber informiert. Daraufhin kann der Absender die Grösse der  zu versendenden Datenpakete entsprechend anpassen, so dass die Router innerhalb des IPv6 Netzes keine Pakete mehr fragmentieren müssen. IPv6 ist so angelegt, dass zukünftige Entwicklungen noch berücksichtigt werden können.

Transmission Control Protocol/Internet Protocol. TCP/IP ist eine Technologie zur Übertragung von Daten im Internet. Das TCP übernimmt die Zustellung der Datenpakete. Es entspricht der 4. Ebene des OSI-Schichtenmodells. IP ist für den  Transport der Datenpakete zuständig und entspricht der 3. Schicht des OSI-Schichtenmodells. Durch IP wird die Zustellung der Pakete an die richtige Adresse gewährleistet.                                                       

Internet Engineering Task Force. Die IETF ist neben der Internet Research Task Force (IRTF) eine von zwei Arbeitsgruppen des Internet Architecture Board (IAB).  Die IETF ist eine offene internationale Gemeinschaft von Netzwerktechnikern, professionellen Anwendern und Herstellern, die zur Standardisierung des Internet und dessen fehlerfreien Betrieb beitragen. Sie erstellt technische Dokumente, die vor  allem Probleme der Internetprotokoll-Standards behandeln. Darunter fallen beispielsweise das Internet Protocol (IP), das Anwendungsprotokoll HTTP (HyperText Transfer Protocol) oder die  Transportprotokolle UDP (User Datagram Protocol) und TCP (Transmission Control Protocol).  Die Aufgabenbereiche des IETF unterteilen sich wie folgt: Internet-Dienste (INT), IPnG (Next Generation oder auch IPv6),  Anwendungen (APP), Betrieb (OPS), Netzwerkmanagement (NMT), Sicherheit (Security SEC), Transportdienste (TSV), Benutzerdienste (USV) und  Routing (RTG). Die IEFT wurde 1986 gegründet. Es existieren 80 Arbeitsgruppen mit 700 Mitgliedern. Im Gegensatz zur IRTF kümmert sich die IEFT mehr um die kurzfristige Entwicklung des Internets.                                             

IPv4 ist das gegenwärtig verwendete IP-Protokoll im Internet. Es hat einen 32-Bit Adressraum und kann damit ca. 4,295 Milliarden Rechner adressieren. Die IP-Adressen werden dezimal in 4 Blöcken notiert: jeder Block umfasst 8-Bit und damit einen  Wertebereich von 0 bis 255, z. B. 80.237.132.122. 

IP-Adressen und Protokolle
Die IP-Adresse eines Rechners in einem Netzwerk muss eindeutig sein. IPv4 ist ein geroutetes Protokoll und ist anzusiedeln auf der Internetschicht (Schicht 2) des TCP/IP Referenzmodells bzw. der  Vermittlungsschicht (Network, Schicht 3) des ISO-OSI Schichtenmodells. Auf IPv4 setzen weitere Protokolle auf, wie z. B. TCP, UDP oder ICMP. 

IP-Adressraum
IPv4 ist in 5 Klassen unterteilt (A-Netz, B-Netz, C-Netz, D-Netz, E-Netz) die sich hauptsächlich in der  Aufteilung der IPv4 Adressen unterscheiden. Eine IPv4 Adresse wird aufgeteilt in eine Netz-ID und eine Host-ID. Je grösser die Netz-ID, desto mehr Netze können adressiert werden (und desto weniger  Rechner innerhalb eines Netzes). Je grösser die Host-ID, desto mehr Rechner können innerhalb eines Netzes adressiert werden (und desto geringer ist die Anzahl der  konfigurierbaren Netze). Die Aufteilung in Klassen entspricht also den unterschiedlichen Bedürfnissen der Netzteilnehmer. Das Klasse A Netz verfügt über eine Netz-ID von 7 Bit und eine Host-ID von 24 Bit.  Das erste Bit ist eine Null zur Identifikation eines Klasse A Netzes. Die Adressen reichen von 0.0.0.0 bis 127.255.255.255. Die maximale Anzahl adressierbarer Rechner ist 2 ^ 24 - 2.  Zwei Adressen fallen weg, da die erste Adresse für die Identifikation des Netzes selber gebraucht wird und die letzte Adresse für einen Broadcast reserviert ist (damit können alle Netzteilnehmer auf einmal adressiert werden). Das Class A Netz verfügt  über 128 konfigurierbare Netze die ihrerseits jeweils 16.777.214 Rechner ansteuern können. Klasse A Netze sind grossen Organisationen (meist aus den USA) und Ländern vorbehalten. Ein Klasse B Netz hat eine Netz-ID von 14 Bit (Klasse C 21 Bit) und eine  Host ID von 16 Bit (Klasse C 8 Bit). Die Anzahl der Netze bei Klasse B (Adressbereich: 128.0.0.0 - 191.255.255.255) beträgt 16348 (Klasse C (Adressbereich: 192.0.0.0 bis 223.255.255.255) 2.097.152), die Anzahl  der Hosts pro Netz 65.534 (Klasse C 254). Das Klasse D Netz (224.0.0.0/4 bis 239.255.255.255) ist für Multicast-Gruppen reserviert und das Klasse E-Netz für zukünftige Anwendungen. 

Classless-Inter-Domain-Routing
Mit Einführung des Classless Inter-Domain Routing  (CIDR) 1996 ist das Klassenkonzept eigentlich überholt, da CIDR die Anzahl der Routingtabellen drastisch verringert und den 32 Bit Adressraum besser einsetzt. Das CIDR verwendet nur noch eine Netzmaske zur Aufteilung der 32 Bit Adresse in Netz- und  Host-ID (Subnetting und Supernetting entfällt) und führt bei der Notation Suffixe ein: der Suffix gibt die Anzahl der 1 Bit Anteile der Netzmaske an, z. B.: 192.168.2.7/24 entspricht der Notation 192.168.2.7 mit der Netzmaske 255.255.255.0.  In dualer Notation der Netzmaske 11111111.11111111.11111111.00000000 gibt es 3 x 8 = 24 1-Bit-Stellen. Bei IPv4 gibt es Sonderadressen: 10.0.0.0/8 ist ein privates Netzwerk der Klasse A, 14.0.0.0/8 ist ein öffentliches Datennetzwerk,  127.0.0.0/8: Localhost bzw. lokaler Computer, 192.168.0.0/16: privates Netzwerk der Klasse C (z. B. Heimnetzwerk oder internes Firmennetzwerk hinter einem Router für kleinere Firmen) oder 255.255.255.255 ist für Broadcast reserviert. 

Subnetzmasken
Um grössere Netzwerke  besser zu administrieren, den Datendurchsatz zu verbessern oder heterogene Netzwerktopologien besser zu verbinden hat man Subnetzmasken eingeführt: die Host-ID der IPv4 Adresse wird in 2 Teile unterteilt: die Host-ID und die Subnet-ID. 

Supernetting 
Das Gegenteil ist das Supernetting: um eine grössere Anzahl von Hosts in einem Netz zu adressieren wird die Netz-ID verkleinert und die Host-ID vergrössert. 

IPv4 und IPv6 - Koexistenz
IPv4 koexistiert noch lange Zeit mit IPv6 (bis ca. 2025). Da die IPv4 Adressen nicht mehr ausreichen werden, um alle Rechner mit IP-Adressen zu versorgen, wird es zu einer baldigen Umstellung auf IPv6 im Internet kommen  (vgl IPv6 Tag am 8 Juni 2011). Viele Jahre lang werden IPv4 und IPv6 nebeneinander und auch gleichzeitig zur Verfügung stehen, z.B. im Dual-Stack Betrieb bzw. in Form einer hybriden Implementierung.  Die heutige Form von IPv4 ist übrigens nur aus historischen Gründen im 32-Bit Adressraum angesiedelt um den in den 60er und 70er Jahren, während der Entstehungsphase des IPv4 Protokoll knappen Speicherplatz entgegen zu kommen. Laut Vinton Cerf hatte  man schon in den 70ern einen 64- bzw. 128-Bit Adressraum anvisiert, der jedoch aus den besagten Gründen nicht für IPv4 verwirklicht wurde.  Techniken um IPv6 Adressen in einem IPv4 Netzwerk zu transportieren sind Tunneling und IPv4-to-IPv6 Mapping.  Bei der Tunnelung von IPv6 Paketen in IPv4 -Netzwerken wird 6to4 (STF, Six to Four) als Protokoll eingesetzt.  Eine weitere Möglichkeit, um IPV6-Pakete zuTunneln, ist das Kommunikationsprotokoll Teredo.