Na década de 80, foi criado o primeiro Protocolo de Internet (IP), o IPv4. Esse tipo de IP contava com 4 bilhões de combinações de endereços.
Na década de 90, surgiram o IPv6 e o CGNAT como soluções para o problema do esgotamento de endereços IP. O CGNAT, em especial, permitiu estender o uso do IPv4.
O IPv4 possui endereços no padrão 32 bits e sustenta cerca de 4 bilhões de combinações de endereços IP em todo o mundo. Já o IPv6 conta com endereços no padrão 128 bits, permitindo cerca de 340 undecilhões de endereços.
O cabeçalho do IPv4 contém 13 campos, enquanto o do IPv6 apenas 7, otimizando o processamento de pacotes de dados pelos roteadores.
Enquanto o IPv4 possui endereços de fonte e de destino de 4 bytes, o IPv6 conta com endereços de 16 bytes. Vale mencionar que o IPv4 usa um padrão numérico de 0 a 9, e o IPv6 utiliza um padrão alfanumérico com números e letras (do A ao F), estendendo a possibilidade de combinações de endereços IP.
Quanto ao tamanho mínimo dos pacotes, o IPv4 possui 576; e o IPv6, 1.280. Além disso, todos os campos relacionados à fragmentação de pacotes foram removidos no IPv6, que exige que os pacotes sejam enviados em um tamanho menor para poupar o trabalho do roteador.
O IPv4 usa firewalls e outros dispositivos para garantir segurança. Já o IPv6 conta com recursos adicionais, como o IP Security, cabeçalho de autenticação, cabeçalho de encapsulamento e o Internet Key Exchange (IKE).
O CGNAT permitiu estender o uso do IPv4 por mais um tempo, mas, futuramente, o IPv6 passará a dominar o mercado, substituindo completamente o IPv4.
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