De-a lungul anilor, IPv4 a fost actualizat pentru a face față noilor provocări. În ciuda acestui lucru, IPv4 tot are trei mari probleme:
- Epuizarea adreselor IP - IPv4 are un număr limitat de adrese IP publice unice disponibile. Deși există aproximativ 4 miliarde de adrese IPv4, creșterea numărului de echipamente noi cu IP, conexiuni permanente și creșterea potențială a regiunilor mai puțin dezvoltate a dus la creșterea necesității de mai multe adrese.
- Expansiunea tabelei de rutare a Internetului - O tabelă de rutare este utilizată de routere pentru a realiza determinări ale celor mai bune rute. Pe măsură ce numărul de servere (noduri) conectate la Internet a crescut, așa a crescut și numărul de routere din rețea. Aceste rute IPv4 consumă multă memorie și o mare parte din resursele procesorului aflat pe routere.
- Lipsa conectivității end-to-end - Network Address Translation (NAT) este o tehnologie implementată de obicei în rețelele IPv4. NAT asigură o modalitate pentru ca mai multe echipamente să împartă o singură adresă IP publică. În orice caz, deoarece adresa IP publică este partajată, adresa IP a unui host de rețea intern este ascunsă. Acest lucru poate fi problematic pentru tehnologiile care necesită conectivitate end-to-end.