Desde o início da década de 90 escuta-se falar no esgotamento dos endereços IPv4, as previsões iniciais eram de um esgotamento quase imediato o que levou ao início de pesquisas de outros padrões de endereçamento IP. Uma série de novas tecnologias propiciou uma sobrevida para o IPv4, entre eles a utilização de máscaras de sub-rede que aboliu o esquema de classes e otimizou a utilização dos endereços IP. A utilização destas máscaras fora do padrão de classes é conhecida como CIDR (Classless Inter Domain Routing) ou roteamento sem uso de classes. Com o CIDR o administrador de redes pode aproveitar melhor seu range de IPs, evitando subutilização de IPs em algumas redes e a falta dos mesmos em outras redes.
Outra tecnologia que trouxe um melhor aproveitamento dos endereços IPs é o NAT (Network Address Translation). O NAT possibilita que uma rede com endereços privados tenha conexão com a Internet através de um único endereço válido. Assim uma rede com vinte computadores pode utilizar endereços privados, não roteáveis na Internet, para os computadores e um único endereço válido na Internet. Os endereços privados, utilizados nas redes internas, podem ser o 10/8, 172.16/12 ou 192.168/16.
O que o NAT faz é mapear os endereços da rede interna e gerar um hash que é escrito no campo porta de origem. Desta forma um pacote enviado da rede interna para a Internet leva o endereço IP do roteador e leva no campo porta de origem o hash. Quando o pacote retornar da Internet para a rede interna, o roteador procura em sua tabela o hash do NAT que vem no campo porta de origem e identifica o computador que enviou o pacote para fora da rede. O roteador direciona então o pacote para o computador em questão. Sem a utilização do NAT cada computador da rede interna precisaria ter um IP válido para acesso a Internet o provocaria o rápido esgotamento dos endereços.
A utilização do DHCP (Dinamic Host Configuration Protocol) também trouxe melhora na utilização dos endereços, pois possibilita a reutilização dos endereços válidos na Internet para clientes com conexões não permanentes.
Apesar das tecnologias descritas acima terem causado uma sobrevida no IPv4, ainda era necessário um novo padrão de endereçamento, considerando-se a atual velocidade de expansão das redes. A inclusão digital, as novas redes 3G, a Internet das Coisas, a convergência das redes de telefonia e vídeo são fatores que tornam necessário um maior número de IPs e um melhor gerenciamento dos mesmos. Entra em cena então o IPv6.
O IPv6 busca não só evitar o esgotamento de IPs como também resolver uma série de outros problemas. O IPv6 busca então:
- Maior número de endereços IPs mesmo com endereçamento ineficiente.
- Redução das tabelas de roteamento.
- Protocolo mais simples que possibilita menor processamento por parte dos roteadores.
- Maior segurança, autenticação e privacidade.
- Maior importância para tipo de serviço.
- Maior mobilidade, host pode mudar de lugar sem mudar de endereço.
- Interoperabilidade com protocolos antigos, TCP, UDP, ICMP, etc.
Uma das melhorias do IPv6 em relação ao IPv4 está na diminuição do tamanho do cabeçalho do pacote, que passa a conter 7 campos (no IPv4 eram 13). Isto possibilita um roteamento mais rápido. Outro recurso do IPv6 que torna o processamento dos pacotes nos roteadores mais rápido é a não obrigatoriedade dos campos do cabeçalho e uma maior facilidade para o roteador ignorar campos que não lhe interessam.
