Trong phần trờn chỳng ta đó tỡm hiểu tổng quan vể phiờn bản Ipv4. Phiờn bản này đó được ỏp dụng cho mạng Internet trờn 20 năm qua. Tuy nhiờn, trong thiết kế, Ipv4 bộc lộ một số hạn chế như: Ipv4 rất khú cấu hỡnh, khụng gian địa chỉ hẹp, khụng cung cấp cỏc khả năng tự đỏnh số lại để cho phộp thay đổi cỏc thụng số của nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) một cỏch dễ dàng. Chớnh vỡ thế, cần phải phỏt triển một số cơ chế khỏc để khắc phục cỏc vấn đề này (vớ dụ như DHCP và NAT). Ipv6 đó làm được điều đú.
IPv6 cũng cú nhiều điểm giống với IPv4, nhưng nú cú thờm những cải tiến mới. Phần lớn cỏc ỏp dụng đó tương thớch với IPv4 thỡ đều cú thể tương thớch được với IPv6. TCP, UDP, ICMP và IPSec đều cú thể được vận chuyển một cỏch trực tiếp bằng IPv6 như là chỳng được thực hiện với IPv4. Chỉ cú một số ỏp dụng cần được thiết kế lại chẳng hạn như SQL và SNMP.
IPv6 cú địa chỉ khụng gian lớn hơn. Địa chỉ mạng 128-bit thay cho 32-bit. IPv6 là một giao thức cú thể tạo ra hàng tỉ hàng tỉ địa chỉ; với một địa chỉ cú chiều dài là 128 bit, IPv6 cú thể tạo ra 3.4x1038 địa chỉ.
IPv6 tuõn theo việc đỏnh địa chỉ theo địa lý và vựng, cỏc tổ chức sẽ cú một “prefixes” chung dựa trờn vị trớ của cỏc tổ chức và nhà cung cấp mà họ sẽ kết nối tới.
IPv6 cũng cú chế độ bảo mật theo IPSec cho cỏc kết nối host. Việc đỏnh địa chỉ cho hệ thống đầu cuối đó được đơn giản với sự ra đời của tự động phỏt hiện địa chỉ (address auto-discovery). Điển hỡnh là, một trạm đầu cuối sẽ học địa chỉ IPv6 cho bộ định tuyến nội bộ, và sau đú xõy dựng địa chỉ của chớnh nú bằng cỏch tổ hợp giỏ trị “prefix” nội bộ với địa chỉ MAC của chớnh nú. Quỏ trỡnh phỏt triển giao thức DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) cũng đang được thực hiện cho phiờn bản 6.
Nhược điểm của IPv6 là khụng thể broadcast gúi tin đến mạng. IPv6 hỗ trợ Unicast Addressing cho cỏc liờn lạc kiểu one-to-one, Multicast Addressing cho liờn lạc kiểu one-to-nearest. Nú là sự mở rộng của những ỏp dụng mà được sử dụng để trả lời quỏ trỡnh IP broadcasting sẽ chuyển thành multicasting. Để điều hành mạng IPv6 cần tới cỏc giao thức cú chức năng định tuyến và cũng tương tự với cỏc giao thức cần thiết chạy trờn mạng IPv4. RIP, OSPF, ISIS, BGP và PIM đều được hỗ trợ cho IPv6. Một mạng hoạt động trờn cỏc trạm cú hỗ trợ cả IPv4 và IPv6 sẽ chạy đồng thời cỏc phiờn bản giao thức IPv4 và IPv6; cú nghĩa là nếu một mạng hoạt động với giao thức OSPFv2 cho IPv4, nú cũng hoạt động được với OSPFv3 cho IPv6.
Tổ chức IETF cú ý định thay thế IPv6 cho IPv4, nhưng IETF cuối cựng đ ó thay đổi ý định đú và chỉ ra rằng IPv4 sẽ vẫn cũn được sử dụng trong một thời gian dài. Tương lai cú thể sẽ cú một số lượng lớn cỏc mạng sử dụng đồng thời hai loại giao thức cho cả IPv4 và IPv6. IETF đó thành lập một nhúm nghiờn cứu gọi là NG- TRANS (Next-Generation Transition), nhúm này đang phỏt triển cỏc cụng nghệ cho phộp cỏc giao thức chia sẻ cho cựng mạng và chuyển đổi giữa hai giao thức.