Đánh số lại mạng IPv4 là điều mà những nhà quả trị rất ngại. Nó ảnh hưởng tới hoạt động mạng lưới và tiêu tốn nhân lực cấu hình lại thông tin cho host, node trên mạng.
Đối với địa chỉ IPv6, dựa trên nguyên tắc cấu hình tự động , các host trên mạng có thể được đánh số lại nhờ thông báo của router đặt thời gian hết thời hạn có thể sử dụng cho một network prefix. Sau đó, router thông bao prefix mới để các host tạo lạ địa chỉ IP. Trên thực tế, các host có thể duy trì sử dụng địa chỉ cũ trong một khoảng thời gian nhất
Mạng quy mô lớn hay nhỏ, bao gồm các đường kết nối vật lý khác nhau. Mỗi đường kết nối có một giá trị giới hạn về kích thước thông tin truyền tải trên đó, được gọi là MTU. Trong hoạt động của thế hệ địa chỉ IPv4, trong quá trình forward gói tin, nếu IPv4 router nhận được gói tin lớn hơn giá trị MTU của đường kết nối, router sẽ thực hiện phân mảnh gói tin. Sau quá trình truyền tải, gói tin được xây dựng lại nhờ nhũng thông tin trong header.
Địa chỉ IPv6 áp dụng một mô hình khác để phân mảnh gói tin, việc phân mảnh gói tin được thực hiện tại host nguồn, nơi gửi gói tin. Mọi IPv6 router không tiến hành phân mảnh gói tin, nhờ đó tăng hiệu quả, giảm thời gian xử lý gói tin. Trong header cơ bản IPv6, các trường hỗ trợ cho việc phân mảnh va kết cấu lại gói tin của IPv4 header đã được bỏ đi. Nhũng thông tin trợ giúp cho việc phân mảnh và tái tạo gói tin IPv6 được để trong header mở rộng của gói tin IPv6.
Giá trị MTU tối thiểu mặc định trên đường link IPv6 là 1280 byte. Router sẽ gửi cho các IPv6 host trên đường link giá trị MTU mặc định của đường link đó. Tuy nhiên , để đến được được đích, gói tin sẽ đi qua nhiều đường kết nối có giá trị MTU khác nhau, việc phân mảnh gói tin được thực hiên tai host nguồn, không thực hiện bởi các router trên đường truyền tải. Để truyền được tới đích, gói tin cần phải có kích thước phù hợp với giá trị MTU nhỏ nhất trên toàn bộ đường truyền từ nguồn tới đích. Nhằm phục vụ cho host nguồn phân mảnh gói tin, phải có một cách thức nào đó để host nguồn quyết định giá trị MTU sử dụng khi gửi gói tin.
Trong địa chỉ IPv6 tồn tại hai khai niệm:
- LinkMTU: giá trị MTU trên đường kết nối trực tiếp của host - PathMTU: giá trị MTU nhỏ nhất trên toàn bộ đường truyền
Host nguồn có thuật toán tìm Path MTU trên toàn bộ đường truyền gọi là Path MTU Discovery, và sẽ lưu giữ giá trị này để sử dụng trong giao tiếp.
Bước sang những năm đầu của thế kỷ XXI, ứng dụng của Internet phát triển nhằm cung cấp dịch vụ cho người dùng notebook, cellualar modem và thậm chí nó còn thâm nhập vào nhiều ứng dụng dân dụng khác như TV, máy pha cà phê… Để có thể đưa những khái niệm mới dựa trên cơ sở TCP/IP này thành hiện thực, TCP/IP phải mở rộng. Nhưng một thực tế mà không chỉ giới chuyên môn, mà ngay cả các ISP cũng nhận thức được đó là tài nguyên mạng ngày càng hạn hẹp. Việc phát triển về thiết bị, cơ sở hạ tầng, nhân lực… không phải là một khó khăn lớn. Vấn đề ở đây là địa chỉ IP, không gian địa chỉ IP ngày càng cạn kiệt, càng về sau địa chỉ IP (IPv4) không thể đáp ứng nhu cầu mở rộng mạng đó. Bước tiến quan trọng mang tính chiến lược đối với kế hoạch mở rộng này là việc nghiên cứu cho ra đời một thế hệ sau của giao thức IP, đó chính là IP version 6.
IPv6 ra đời không có nghĩa là phủ nhận hoàn toàn IPv4 (công nghệ mà hạ tầng mạng chúng ta đang dùng ngày nay). Vì là một phiên bản hoàn toàn mới của công nghệ IP, việc nghiên cứu, ứng dụng vào thực tiễn luôn là một thách thức rất lớn. Một trong những thách thức đó liên quan đến khả năng tương thích giữa IPv6 và IPv4, liên quan đến việc chuyển đổi từ IPv4 lên IPv6, làm thế nào mà người dùng có thể khai thác những thế mạnh của IPv6 nhưng không nhất thiết phải nâng cấp đồng loạt toàn bộ mạng (LAN, WAN, Internet…) lên IPv6.