互联网的发展离不开协议的支撑，其中IPv4和IPv6是目前经历的两个重要阶段。IPv4（互联网协议第4版）自1983年诞生以来，虽然在当时解决了网络通信的基本需求，但其设计的不足逐渐显露，尤其是在地址资源的匮乏方面。2000年以后，随着互联网用户的迅速增长，IPv4地址逐渐耗尽，迫切需要一个新的解决方案。IPv6（互联网协议第6版）应运而生，旨在解决IPv4的一系列问题，包括地址资源的扩展、安全性、效率等。深入理解IPv4和IPv6之间的主要区别，对于今后网络技术的发展以及合理利用网络资源具有重要意义。
IPv4和IPv6在地址空间上存在显著的差异。IPv4使用32位地址，最多支持大约42亿个唯一地址，但理论上的地址可能由于地址分配不当而减少。相比之下，IPv6使用128位地址，可以提供340万亿个亿个（3.4×10^38）地址，极大地满足了未来互联网发展的需求。
IPv4和IPv6在数据包的传输效率方面也存在差异。IPv4的数据包头部复杂，包含了许多可选字段，这可能导致数据的处理效率降低。而IPv6则设计了更简化的数据包头部，去掉了一些不必要的字段，这样可以提升网络的传输效率，减少路由器的处理负担。
安全性是另一个重要的对比点。虽然IPv4本身并不支持安全性机制，但可以通过额外的协议（如IPsec）增加安全性。而IPv6从设计之初就考虑了安全性，IPsec成为其标准的一部分，能够提供端到端加密和认证，增强数据的安全性。
IPv6还引入了更多的网络配置自动化功能。IPv4的地址配置通常需要手动设置或通过DHCP（动态主机配置协议）来完成，而IPv6支持更高级的地址自动配置功能，使设备在接入网络时可以自我识别和配置，提升网络管理的便利性。
IPv4和IPv6的兼容性也是一个不可忽视的方面。虽然IPv4和IPv6是两个不同的协议，网络升级过程中需要采取一定的兼容措施。这通常通过双栈技术实现，即同时在网络中使用两种协议，确保现有IPv4设备与新设备之间的互联互通。
IPv4与IPv6在地址空间、安全性、传输效率及网络配置等多方面具有显著差异。随着全球互联网用户的不断增加，IPv6将发挥越来越重要的作用，未来的网络发展离不开这一新标准的全面部署与应用。