Fragmentace je proces, při kterém dochází k rozdělení příliš velkého datagramu na několik menších tak, aby jeho velikost vyhovovala parametru MTU (Maximum Transmission Unit). MTU udává maximální velikost datagramu, kterou je daná linka1) schopna přenést. Minimální hodnota MTU je v případě IPv6 1280 bajtů. Tato velikost je zvolena s ohledem na minimalizaci fragmentace.
Pojem linka zde představuje propojení uzlů v rámci 2. vrstvy referenčního modelu ISO/OSI (např. Ethernet).
Každá přenosová cesta se skládá z průchozích uzlů a linek, kde každá linka může mít různou velikost MTU. Výsledná hodnota MTU přenosové cesty se nazývá PMTU (Path MTU) a je potom daná linkou s nejnižší hodnotou MTU.
Fragmentace je náročný proces, který zbytečně zatěžuje průchozí uzly. Tento fakt je v případě protokolu IPv6 zohledněn. Proto IPv6 povoluje fragmentaci pouze a výhradně na straně odesilatele. To znamená, že pokud je kdekoli na cestě linka s menší MTU, dojde k zahození datagramu a uzel, který tento datagram zahodí, informuje odesilatele o této skutečnosti ICMP zprávou Příliš velký paket.
Vzhledem k fragmentaci se datagram dělí na dvě části:
Fragmentace se týká pouze fragmentovatelné části. Ta se rozdělí na části o velikosti násobku osmi bajtů tak, aby byly tyto části zároveň menší, než požadované MTU. Tímto způsobem vzniknou fragmenty, jejichž záhlaví je sestaveno následně:
Takto vzniklé fragmenty můžeme považovat za samostatné datagramy, které jsou odeslány příjemci. Na straně příjemce se z údajů v záhlaví fragmentace poskládá původní datagram.