IPv6 di develop sebagai successor dari IPv4 yang  terbatas jumlahnya. IPv6 memiliki address space yang lebih banyak dibanding IPv4 salah satunya adalah karena IPv6 terdiri atas 128 bit, sedangkan IPv4 hanya 32 bit.

Limitasi dari IPv4 antara lain:

  1. Address space yang terbatas. Karena terdiri dari 32 bit yang ditulis dalam bentuk dotted decimal form (a.b.c.d), dimana masing-masingnya terdiri atas 8 bit (1 bytes). Untuk a, b, c, d merupakan decimal dengan range 0 – 255 (00000000 – 11111111).
    Walaupun address space ini bisa diakali dengan menggunakan CIDR (dimana penggunaan IPv4 tidak berdasarkan kelas, tetapi disesuaikan dengan kebutuhan sehingga bisa memperpanjang usia IPv4).
  2. Network Address Translation (NAT) problem. Untuk mencegah exhausted IPv4, salah satu cara yang digunakan adalah NAT. NAT memungkinkan private IPv4 network terkoneksi dengan internet melalui satu atau beberapa public IPv4 address dengan cara melakukan translasi private IPv4 ke public IP. NAT bisa dibilang sebagai violation dari prinsip end-to-end connectivity (dimana host yang berada dibelakang NAT tidak langsung berkomunikasi dengan host yang dituju). Selain itu NAT juga menimbulkan permasalahan untuk firewall, IPsec, FTP
  3. Broadcast. Broadcast traffic yang tidak terkontrol bisa membuat network down, karena seperti yang diketahui jika host menerima broadcast paket, maka host tersebut harus memprocessnya meskipun paket tersebut tidak ditujukan untuk host tersebut.

Karena keterbatasan yang dimiliki oleh IPv4 maka di develop IPv6 yang diawali dengan rfc1883 di tahun 1995, rfc1883 menjadi obsolete oleh rfc2460. Mengapa tidak dinamakan IPv5, karena versi 5 sebelumnya sudah digunakan sebagai experimental real-time streaming protocol.

Kelebihan yang dimiliki oleh IPv6 jika dibandingkan dengan IPv4 antara lain:

  1. Kemampuan addressing yang lebih luas.
    IPv6 memiliki ukuran 128 bits yang berarti jumlah addressable untuk host jauh lebih besar (2128), auto configuration yang lebih simple, broadcast di IPv4 digantikan oleh “anycast” di IPv6 yang memiliki karakteristik lebih baik dibandingkan dengan broadcast. Penambahan “scope” field untuk multicast address.
  2. Header format yang lebih sederhana.
    Jika dibandingkan dengan header IPv4, IPv6 memiliki header yang lebih sederhana.
  3. Support yang lebih baik untuk extension dan options
  4. Kemampuan dalam flow labeling.
    Kemampuan baru yang ditambahkan pada IPv6 agar bisa melabel paket yang berasal dari traffic flow tertentu, seperti “real time” services.
  5. Authentication dan Privacy capabalities