Il est difficile de travailler avec des nombres de 128 bits. C'est pourquoi la notation d'adresses IPv6 représente ces nombres sous forme de 32 valeurs hexadécimales. Les 32 valeurs hexadécimales sont ensuite divisées en huit groupes de quatre valeurs hexadécimales, séparés par le symbole : (deux-points). Chaque groupe de quatre valeurs hexadécimales est appelé un bloc.
L'adresse IPv6 forme une hiérarchie à trois niveaux (voir la figure 1). Le préfixe global, également appelé préfixe de site, correspond aux trois premiers blocs de l'adresse. Il est attribué à une organisation par un organisme de gestion des noms de domaine. L'ID de sous-réseau correspond au quatrième bloc de l'adresse. L'ID d'interface est quant à lui composé des quatre derniers blocs de l'adresse. L'administrateur réseau contrôle à la fois l'ID de sous-réseau et l'ID d'interface.
Par exemple, si l'adresse IPv6 d'un hôte est 3ffe:6a88:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344, le préfixe global est 3ffe:6a88:85a3, l'ID de sous-réseau est 08d3, et l'ID d'interface est 1319:8a2e:0370:7344.
Une adresse IPv6 peut être abrégée en appliquant les règles suivantes :
- Les zéros au début d'un groupe de 16 bits peuvent être omis.
- Un groupe uniquement constitué de zéros peut être remplacé par deux doubles points.
La figure 2 illustre ces règles d'abréviation.