在IPv6网络层协议中包含几种关键技术：
路由转发技术
在路由和转发过程中，IPv6路由查找思想与IPv4相同，采用最长地址匹配，选择最优路径，同样允许路由过滤、引入、聚合等操作。IPv4的动态路由协议，经过扩展后可以在IPv6网络上运行，包括RIPng、BGP4＋、ISISv6、OSPFv3。
IPv6作为新的网络层协议，原有支持IPv4的链路层通过扩展可以方便地提供支持。如以太网支持IPv6，帧格式不变，只是通过新的协议域值为0x86DD来标识上层承载IPv6报文。在接口的处理上，通过识别不同的链路层中的协议号，将IPv4或者IPv6报文送到不同的协议栈中处理。因此，网络设备可以同时支持IPv4协议栈和IPv6协议栈。
应用支持IPv6的技术
IPv4网络中还存在大量应用协议，它们会在IPv6中继续使用，需要将这些IPv4上层的应用层协议移植到IPv6中。这种移植基本分为两类：一部分应用层协议可以直接将IPv4 Socket接口改为IPv6 Socket，而协议本身机制可以基本不做改动，如 Telnet等；另一部分应用层协议中包含IP地址信息，除了改用IPv6 Socket，还需要对协议本身做适度扩展，如FTP for IPv6等。
IPv6过渡技术
IPv6的部署大致要经历一个渐进的过程。初始阶段，在IPv4的网络海洋中，会出现若干局部零散的IPv6孤岛，为了保持通信，这些孤岛通过跨越IPv4的隧道彼此连接。
随着IPv6规模的应用，原来的孤岛逐渐聚合成为了骨干的IPv6 Internet网络，形成于IPv4骨干网并存的局面。在IPv6骨干上可以引入了大量的新业务，同时可以充分发挥IPv6的优势。
为了实现IPv6和IPv4网络资源的互访，还需要转换服务器以实现IPv6和IPv4的互通。最后，IPv4骨干网逐步萎缩成局部的孤岛，通过隧道连接，IPv6占据了主导地位，具备全球范围的连通性。
IPv6提供很多过渡技术来实现这个渐进过程。这些过渡技术主要围绕着解决两类问题：IPv6孤岛互通技术——实现IPv6网络和IPv6网络的互通；IPv6和IPv4互通技术——实现两个不同网络之间互相访问资源。
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