IPv6 (Internet Protocol version 6) est un protocole réseau sans connexion de la couche 3 du modèle OSI (Open Systems Interconnection).
IPv6 est l'aboutissement des travaux menés au sein de l'IETF au cours des années 1990 pour succéder à IPv4 et ses spécifications ont été finalisées dans la RFC 2460 en décembre 1998.
Grâce à des adresses de 128 bits au lieu de 32 bits, IPv6 dispose d'un espace d'adressage bien plus important qu'IPv4. Cette quantité d'adresses considérable permet une plus grande flexibilité dans l'attribution des adresses et une meilleure agrégation des routes dans la table de routage d'Internet. La traduction d'adresse, qui a été rendue populaire par le manque d'adresses IPv4, n'est plus nécessaire.
IPv6 dispose également de mécanismes d'attribution automatique des adresses et facilite la renumérotation. La taille du sous-réseau, variable en IPv4, a été fixée à 64 bits en IPv6. Les mécanismes de sécurité comme IPsec font partie des spécifications de base du protocole. L'en-tête du paquet IPv6 a été simplifié et des types d'adresses locales facilitent l'interconnexion de réseaux privés.
Le déploiement d'IPv6 sur Internet est compliqué en raison de l'incompatibilité des adresses IPv4 et IPv6. Les traducteurs d'adresses automatiques se heurtent à des problèmes pratiques importants (RFC 49661). Pendant une phase de transition où coexistent IPv6 et IPv4, les hôtes disposent d'une double pile, c'est-à-dire qu'ils disposent à la fois d'adresses IPv6 et IPv4, et des tunnels permettent de traverser les groupes de routeurs qui ne prennent pas encore en charge IPv6.
En 2011, seules quelques sociétés ont entrepris de déployer la technologie IPv6 sur leur réseau interne, Google2 notamment.
Fin 2012, le déploiement d'IPv6 est encore limité, la proportion d'utilisateurs Internet en IPv6 étant estimée à 1 %3, et ce en dépit d'appels pressants à accélérer la migration adressés aux fournisseurs d'accès à Internet et aux fournisseurs de contenu de la part des registres Internet régionaux et de l'ICANN, l'épuisement des adresses IPv4 publiques disponibles étant imminent.
Le protocole IPv4 permet d'utiliser un peu plus de quatre milliards d'adresses différentes pour connecter les ordinateurs et les autres appareils reliés au réseau. Au début d'Internet, dans les années 1970, il était pratiquement inimaginable qu'il y aurait un jour suffisamment de machines sur un unique réseau pour que l'on commence à manquer d'adresses disponibles.
Une partie des quatre milliards d'adresses IP théoriquement disponibles ne sont pas utilisables pour numéroter des machines, soit parce qu'elles sont destinées à des usages particuliers (par exemple, le multicast ou les réseaux privés), soit parce qu'elles ont été attribuées de façon inefficace.
Jusqu'aux années 1990, les adresses sont distribuées sous forme de classes, des blocs de 16 millions (Classe A), 65 536 (Classe B) ou 256 adresses (Classe C) sont attribués aux demandeurs, parfois bien au-delà des besoins réels. Par exemple les premières grandes organisations connectées à Internet se sont vu attribuer 16 millions d'adresses.
Au début des années 1990, devant l'épuisement de l'espace d'adressage, notamment des réseaux de classe B (RFC 13384), les registres Internet régionaux font leur apparition et le découpage des adresses en classes est aboli au profit du plus flexible CIDR. L'attribution des adresses est rendue plus efficace et tient compte des besoins réels, tout en permettant un certain niveau d'agrégation, nécessaire au bon fonctionnement du routage sur Internet, ces deux principes étant antagonistes.
La demande croissante en adresses pour les nouvelles applications, les équipements mobiles et les équipements connectés en permanence conduisent à l'utilisation de plus en plus fréquente des adresses privées, de la traduction d'adresse réseau (NAT) et à l'attribution dynamique des adresses.
Article détaillé : Épuisement des adresses IPv4.
En dépit de ces efforts, l'épuisement des adresses IPv4 publiques est inévitable. C'est la raison principale du développement d'un nouveau protocole Internet mené au sein de l'Internet Engineering Task Force (IETF) dans les années 1990.
Le 3 février 2011, l'Internet Assigned Numbers Authority (IANA) annonce que les cinq derniers blocs d'adresses ont été distribués de façon égale aux cinq registres Internet régionaux (RIR) et que, par conséquent, elle ne dispose plus de blocs d'adresse libre5. Le 15 avril 2011, APNIC, le RIR qui dessert la zone Asie-Pacifique, a annoncé qu'il ne disposait plus que d'un bloc /8 (16,7 millions d'adresses) et ne distribue désormais qu'une quantité limitée d'adresses aux demandeurs6. Le RIPE NCC, qui dessert l'Europe et le Moyen-Orient, a fait de même le 14 septembre 20127. Les autres RIR épuiseront les allocations d'adresses IPv4 pour les registres Internet locaux (LIR) entre 2013 et 2015. Les LIR commenceront à manquer d'adresses IPv4 à attribuer à leurs clients en 2012.
IPv6 améliore aussi certains aspects du fonctionnement d'IP, à la lumière de l'expérience acquise.
Les spécifications principales d'IPv6 sont publiées en 1995 par l'IETF. Parmi les nouveautés, on peut citer :
l'augmentation de 232 (soit environ 4,3×109)8 à 2128 (soit environ 3,4×1038)9 du nombre d'adresses disponibles, soit 667 millions de milliards d'adresses IP disponibles par mm2 de la surface de la Terre ;
des mécanismes de configuration et de renumérotation automatique ;
IPsec, QoS et le multicast font partie de la spécification d'IPv6, au lieu d'être des ajouts ultérieurs comme en IPv4 ;
la simplification des en-têtes de paquets, qui facilite notamment le routage.
