近年来基于IPv4协议的因特网得到了蓬勃发展。无论是网络覆盖的范围与网络容量，还是网民数量与业务类型都在飞速增长。计算机网络、电信网络和有线电视网三网正在走向融合的基于IP技术的下一代网络(NGN)。在IP技术得到历史、现在和未来网络建设者青睐和追棒的同时，必须清醒地认识到IPv4技术本身还存在诸多不完善的地方。服务质量(QoS)、安全性以及地址短缺等问题是IPv4网络目前所面临的一些关键问题，这些可能“致命”的缺点正在阻碍着IP技术和业务的进一步普及和应用。
针对第二代互联网所暴露的问题，第三代互联网从两个角度来解决：首先是最大限度利用并节约现有IPv4地址;另一个角度是发展IPv6，将地址空间由32位扩展到128位，这样，原来有限的IP地址将变得无限丰富，真正让数字化生活变成现实。
提高IPv4地址利用率
目前已经提出了的或者已经使用的提高IPv4地址利用率的方法有：
·地址回收：IP标准化组织因特网工程任务组(IETF)已发出号召，希望那些早年分配得到了“过量”地址的机构和组织，能够归还他们不大可能用得上的地址资源，但目前看来收效甚微。
·更严格的地址分配策略：以前因特网地址名字分配(IANA)机构的地址分配策略是按照“预期最大规模”分配地址中间，而现在为了降低IP地址的分配速率，已经将策略改成了“目前需要规模”。
·无类域间路由(CIDR)：随着B类地址接近耗尽，利用CIDR技术，打破地址类型(如A类、B类和C类)的划分，采用多个连续C类地址做聚合进行分配。CIDR技术的采用使得Internet路由表的增长速度近年来有所减缓。
·拨号接入：用户拨号接入时，利用点到点协议(PPP)和动态主机配置协议(DHCP)为其按需动态分配IP地址，实现地址复用。
·可变长子网掩码(VLSM)：通过把一个企业的企业网(Intranet)划分成不同规模的子网，提高地址空间的利用率。
·私有地址加网络地址翻译：在企业网内使用“私有”的IP地址，不同企业网之间的地址可以重用。当在私有地址网络中的用户与Internet通信时，二者之间必须做网络地址翻译，因为企业网所使用的编址与Internet的编址不在一个统一的地址空间内。IETF规定的私有地址的范围为10/8，172.16/12，192.168/16三段(RFC1918)。这是目前使用最多的，也是效率最高的一种解决地址短缺的问题的方法。当然企业只所以选择使用RFC1918规定的私有地址，有时也不仅仅是因为地址复用的原因，还有安全，控制等其它方面的考虑。
相比较于IPv4，IPv6的优越特性主要表现如下。
·良好的可扩展性：由于IPv6具有巨大的地址空间，每个接入设备(数量可达数十亿的移动终端、家用电器等等)都可以拥有一个全球优异的、可被路由的IP地址。基于ISP的结构化的IP地址，核心路由器只需要查看地址域中的一小部分就可以作出路由选择。
·可靠的安全性：对所有IPv6节点，IPSec是强制实现的，因此当建立一个IPv6的连接时，可以得到一个安全的端到端连接。通过对通信端的验证和对数据的加密保护，使敏感数据可以在IPv6网络上安全地传输。
·多样化的服务质量：IPv6包头中有一个业务类别域(TrafficClass)，利用此域可以实现对关键用户和应用的优先服务。IPv6包头中的流标记域(flowlabel)为流量工程(TrafficEngineering)和负载平衡以及区分端到端的数据流提供了一个强有力的工具。全球优异的地址可以更详细地区分数据流，而结构化的地址则可以很容易地在边缘网络上实现数据流的聚合。
·易管理性：结构化的地址加上主机的自动配置，使得网络和路由器的网络重编号得以轻松实现。对ISP和网络管理员而言，这大大减轻了网络管理和用户支持的工作量，地址的自动配置使得主机可以自动获得IPv6连接而无需人工干预。
·与移动的互通性：当移动终端移动到外地时，可以通过地址自动配置得到一个漫游地址，并且用此地址与网络上的节点进行通信。利用移动IPv6和HOMEAgent，移动终端可以在保持已有的通信连接不被中断的情况下，在不同的网络间进行漫游，同时还能保持自身的可达性。
在互联网从IPv4向IPv6逐步演进的过程，IPv4/IPv6的“混搭”模式，也即IPv4/v6综合组网技术应运而生。在在讨论具体IPv4/v6综合组网时，应该依据网络建设的基本需求，这也是讨论和分析IPv4/v6综合组网技术时的重要依据和基础。IPv4/v6综合组网时应依据以下原则：
(1)最大限度地保护既有投资(终端用户，ISP，ICP，电信运营商)：在进行IPv4/v6综合组网方案的研究时，需要考虑到现有的各个网络运营实体的既有投资，这包括设备投资、市场投资、技术储备、人才储备等多个方面。只有很好地保护既有投资的组网技术和其相应的方案才能具有较好的实用性。
(2)保证IPv4和IPv6主机之间的互通：网络中的IPv4主机和IPv6主机必须能够互通，包括路由可达和IP包可达。只有在两者互通的基础上才能谈应用层面的互通。
(3)保证现有IPv4应用在综合组网环境中的正常应用：现有IPv4网络中的应用已经支持了大量的用户，IPv6技术在网络中的引入不能对现有的业务造成影响，这种影响包括业务性能的影响、网络可靠性的影响以及网络安全性的影响等多方面。
(4)避免设备之间的依赖性，设备的更新须具有独立性：IPv4/v6综合组网技术要求避免设备升级时设备之间的依赖和耦合，网络中的各个部分可以单独选择可用的组网技术，这些技术的选择不能制约其他网络部分组网技术的选择和设备的更新。
(5)综合组网过程对于网络管理者和终端用户来讲要易于理解和实现：综合组网过程简单并易于实现是组网成功与否的一个重要因素，过为复杂的组网过程不但增加网络故障发生的机率，而且也影响用户的跟进速度。
(6)提高组网灵活性，支持网络渐进升级，用户拥有选择何时过渡和如何过渡的权利。
(7)综合组网以后网络的服务质量不应该有明显的降低：由于IPv6路由器的性能比同级别的IPv4路由器的性能有所下降，双栈路由器的性能也不是很高，因此IPv4/v6综合组网以后，网络的整体性能可能下降，但是这种下降不会对现有业务的服务质量造成明显的影响。
(8)综合组网以后网络的可靠性和稳定性不能削弱。
(9)综合组网过程中应该考虑如何充分发挥IPv6的技术优势：IPv6技术的提出主要是为了解决IP地址空间不足的问题，但也增加了一些其他功能，比如网络安全性支持能力等。在综合组网技术研究中应该考虑如何使这些技术优势得以发挥。
(10)在设计综合组网方案时，一方面要考虑到IPv4/v6长期共存，另一方面也要考虑到将来网络全部采用IPv6的可能。因此，在技术研究时要注意所选技术能够支持网络的平滑过渡，不会形成将来网络过渡的新障碍。 这样的工作模式就是全双工。这就是交换机比集线器性能更好的原因之一。
