IPv6-in-IPv4-Kapselung, auch -Tunneln genannt, macht es möglich, bestehende und im Laufe der Zeit gewachsene IPv4-Infrastrukturen weiterzubetreiben und sie während der Umstellungsphase und danach für den Transport von IPv6-Paketen zu nutzen.
IPv6-in-IPv4-Kapselung bedeutet, der Knoten am Startpunkt eines Tunnels stellt vor die IPv6-Header der durch den Tunnel zu transportierenden Pakete IPv4-Header mit der Zieladresse des Tunnelendpunktes. Das gesamte IPv6-Paket inklusive des IPv6-Headers ist nun die Nutzlast des neu enstandenen IPv4-Paketes. Der Knoten am Endpunkt entfernt diese IPv4-Header und leitet die wiedergewonnenen IPv6-Pakete an das eigentliche Ziel weiter.
Abbildung 3.2 zeigt das Prinzip der Kapselung.
Vier Arten von Tunnels sind denkbar:
In den ersten beiden Fällen kann die IPv4-Adresse des Tunnelendpunktes nicht aus den zu transportierenden IPv6-Paketen gewonnen werden. Sie muß jeweils am Startpunkt konfiguriert werden. Man spricht hier von einem konfigurierten Tunnel.
In den beiden letzten Fällen ist der Endpunkt des Tunnels mit dem Ziel der Pakete identisch. Besitzt dieser Endpunkt eine IPv4-kompatible IPv6-Adresse, kann aus der eingebetteten IPv4-Adresse die IPv4-Adresse des Tunnelendpunktes automatisch gewonnen werden. Dieser Mechanismus wird automatischer Tunnel genannt.
Abbildung 3.3 zeigt einen automatischen und einen konfigurierten Tunnel.
In späteren Phasen der Migration, wenn in den meisten Routern das IPv4-Protokoll nicht mehr unterstützt wird, wäre es denkbar, daß die verbliebenen IPv4-Inseln einen inversen Mechanismus, die IPv4-in-IPv6-Kapselung , verwenden, um miteinander zu kommunizieren. Ein Entwurf zu einem Standard, der dies ermöglicht, ist noch nicht vorhanden.