IPv6将分片限制为由源站来完成。在发送数据前，源站必须使用一种称为路径的最大传输单元发现（Path MTU Discovery）的技术来确定沿这条路径到目的站的最小MTU。在发送数据报前，源站先将数据报分片，保证每个数据报片都小于等于此路径的MTU。因此分片是端到端的，中间的路由器一般不需要进行分片。
采用端到端分片的方法可以减少路由器的开销，因而允许路由器在单位时间内处理更多的数据报。然而，端到端的分片的前提是不能在数据报传输时改变路由。因为如果改变的路由中如果出现了更小的MTU，数据报就无法传递过去。
为此，IPv6允许中间的路由器采用隧道技术来传输太长的数据报。当中间的路由器需要对数据报进行分片时，路由器既不插入一个数据报分片扩展首部，也不改变基本首部中的各个字段，而是创建一个新的数据报，将原来的数据报作为数据进行分片。最后，将每个数据报片发送给最终的目的站，由目的站将各个数据报片收集起来，组装成原来的数据报，并从中提取其中的数据报。如以下动画所示：