IPv4 bietet einen Adressraum von etwas über vier Milliarden IP-Adressen (232 = 4.294.967.296), mit denen Computer und andere Geräte angesprochen werden können. Aufgrund des unvorhergesehenen Wachstums des Internet herrscht heute Adressenknappheit
Vergrößerung des Adressraums auf eine Adresslänge von 128 Bit. Dies ergibt theoretisch 2128 (≈ 340 Sextillionen = 3,4·1038) verschiedene Adressen! Damit erscheint der Adressraum mehr als überdimensioniert; offensichtlich kann man damit jedem einzelnen Sandkorn auf unserem Planeten mehrere eigene IP-Adressen zuweisen.
Würde eine IPv6 in herkömlichen 8-Bit Dezimalgruppen geschrieben würde dies folgendermassen aussehen:
111.222.333.444.555.666.777.888.999.101.111.121.131.141.151.161
Stattdessen schreibt man 8 vierstellige Hexadezimalgruppen, die durch Doppelpunkte getrennt werden.
4A29:30B4:0031:0000:0000:0092:1A3B:3394
Eine zulässige Verkürzung besteht darin, führende Nullen in einem Block wegzulassen sowie Blöcke, die nur aus Nullen bestehen, durch zwei aufeinander folgende Doppelpunkte zu ersetzen. Kurz gefasst lautet die Beispieladresse also
4A29:30B4:31::92:1A3B:3394.
Um die Adresse eindeutig zu halten, darf diese Verkürzung innerhalb einer Adresse nur einmal durchgeführt werden.
Das größte Problem, das der sofortigen Einführung von IPv6 noch im Wege steht, ist ein organisatorisches: Zum einen kann man nicht einfach über Nacht flächendeckend umsteigen, da in diesem Fall die IP-Treiber aller Hosts und Router weltweit gewechselt werden müssten, was vollkommen illusorisch ist – zumal viele ältere Hardwarekomponenten, Betriebssysteme und Programme IPv6 gar nicht unterstützen und ihre Hersteller auch nicht vorhaben, diese Unterstützung nachträglich zu implementieren. Zum anderen ist es aber auch nicht möglich, gleichzeitig einen Teil des Internets mit IPv4 und einen anderen mit IPv6 zu betreiben und auf diese Weise allmählich auf die neue Version umzusteigen, da die beiden Adressierungsschemata zueinander inkompatibel sind.
Die Lösung, die letzten Endes gefunden wurde, besteht in der Tunnelung von IPv6-Paketen durch das klassische IPv4-Netzwerk. Tunnelung bedeutet letzten Endes nichts anderes, als dass jedes IPv6-Datagramm in ein IPv4-Datagramm verpackt wird. Das heißt, das IPv6-Paket bildet aus der Sicht des IPv4-Pakets die Nutzdaten, die mit einem v4-Header versehen werden. Am jeweiligen Zielpunkt, an dem wiederum IPv6 verfügbar ist, wird das Version-4-Datagramm »ausgepackt« und den Header-Daten entsprechend weiterverarbeitet. IPv6-Tunnel-Dienste werden mittlerweile auch von mehreren kommerziellen und verschiedenen freien Anbietern, den Tunnel-Brokern, zur Verfügung gestellt.