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IPv6位址的表達形式一般採用32個十六進制數。在很多場合，IPv6位址由兩個邏輯部分組成：一個64位元的網路前綴和一個64位元的主機位址，主機位址通常根據實體位址自動生成，叫做EUI-64

IPv6具有比IPv4大得多的編碼位址空間。這是因為IPv6採用了128位元的位址，而IPv4使用的是32位元。因此新增的位址空間支援2¹²⁸（約3.4 ×10³⁸）個位址，具體數量為340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 個，也可以說成16³²個，因為32位元位址每位可以取16個不同的值。