计算机技术和通信技术的发展与融合，使得Internet应用及规模飞速发展，其中Internet中的核心技术——TCP/IP（IPv4）功不可没，IPv4技术以它的简洁与有效，成就了其地位，但IPv4协议是1973年制定的，它的早期设计者完全没有预料到IP网络会达到今天的发展速度和规模。到了20世纪90年代，IPv4的缺陷和潜伏的危机逐渐暴露出来，其中最大的问题是IP地址资源的紧缺，当时专家们估计，到2010年左右，IPv4地址可能面临耗尽的危险，至今虽并未成为现实，但IPv4的危机依然存在。
IP地址被看作网络设备节点在互联网上的“身份证号”，随着移动和宽带技术发展，IP地址需求将更大。大量移动终端的IP接入需要更多IP地址。例如手机。PDA，甚至每个IC卡都会拥有一个IP地址。目前宽带技术正在蓬勃发展，由于宽带业务模式与窄带业务模式不同，一般以对称和实时方式工作，要求用户时时在线，IP地址需求更大，如家电上网，IP汽车等。
在IPv6的设计过程中，除了一劳永逸地解决地址短缺问题以外，还要解决目前IPv4应用中遇到的两大难题：路由表不断地急剧增大和NAT技术还存在无法克服的弊端。
对于路由表越来越大问题，由于IPv4采用与网络拓扑结构无关的形式来分配地址，所以随着连入网络数目的不断增加，路由器数目飞速增加。相应地，决定数据传输路由的路由表也就不断加大。庞大的路由表增加了路由器的工作量，不仅降低了路由节点以及网络的效率，而且降低了Internet服务的稳定性。
在目前IPv4时代，为了缓解IP地址不足的问题，普遍采用网络地址翻译（Network Address Trans- lation，NAT）的方法。NAT技术是一种将无法在互联网上使用的IP保留地址翻译成可以在互联网上使用的合法IP地址的机制。通过NAT技术，使企业不必再为无法得到足够的合法IP地址而发愁，它们只要为内部网络主机分配IP保留地址，然后在内部网络与Intenet边界配置一台NAT服务器和一个由少量合法IP地址组成的IP地址池，就可以满足大量内部主机访问互联网的需求。(www.xing528.com)
然而，NAT也有其无法克服的弊端。首先，NAT会使网络吞吐量降低，影响网络的整体性能；其次，NAT必须对所有来往互联网的IP数据报进行地址转换，但是大多数NAT无法将转换后的地址信息传递给IP数据报负载，这个缺陷导致某些必须将地址信息嵌在IP数据报负载中的高层应用（如FTP和WINS注册等）的失败。因为NAT破坏了端与端的直接通信，使很多新应用的实现都受到了限制。
在IPv6协议的设计开发过程中，除了要一劳永逸地解决地址短缺问题和路由表膨胀问题外，人们希望IPv6能解决在IPv4中解决不好的其他技术问题，如确保网络整体吞吐量的提高、改善服务质量（QoS）、保证网络安全性、支持更好的即插即用和移动性以及更好地实现网络多播功能等。
可见，IPv6是未来Internet发展的需要，也同样是计算机网络技术发展的需要。
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