IPv4和IPv6是在互联网协议族中，主要用于提供网络层通信的两种版本。在这些协议中，它们在地址格式上表现出明显的差异。IPv4的地址由四个十进制数值组成，每个数值之间用点号分隔，例如“192.168.1.1”。每个十进制数值的取值范围是0到255，即IPv4地址的总数量为约42亿个（2的32次方）。相对而言，IPv6的地址则使用了更复杂的十六进制表示法，采用冒号分隔的格式，例如“2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334”。IPv6地址长度更长，采用128位的二进制数，由于能够表示的地址数量达到340万亿的亿（2的128次方），因此理论上它可以满足至今的所有设备的需求。
在地址长度方面，IPv4和IPv6存在本质的差异。IPv4地址的长度是32位，也就是说它的最大地址数量是非常有限的。这样的数量在网络设备日益增加的环境中，已经显得捉襟见肘，因此出现了IPv6的需求。相比之下，IPv6能够提供128位的地址长度。这一设计目的在于在未来相当长的时间内不再面临地址短缺的问题，IPv6的地址空间理论上能够为每个地球上的人分配数以十亿计的地址。这使得IPv6成为一个更为长久的解决方案，尤其是在物联网技术飞速发展的今天，使得各种设备需要独立的IP地址。
在路由复杂性方面，IPv4与IPv6同样表现出不同的特性。IPv4的地址分配虽然在过去使用了许多的技术来扩展其数量，例如网络地址转换（NAT）等手段，但随着网络的不断扩展，其路由表的复杂性却呈现出递增的趋势。随着连接设备的增加，各种子网的产生导致了路由器需要维护越来越多的路由条目。而IPv6则采用了较大的地址空间来简化网络的路由管理，在设计时就考虑到了更高效的路由汇总。这使得IPv6的路由表相对简单，能够更佳支持大规模的网络环境。
在地址分配方面，IPv4和IPv6存在明显的差异。IPv4使用的是较为复杂的分配机制，包括了静态分配和动态分配。分配过程通常需要依赖动态主机配置协议（DHCP）完成相应的配置，这使得网络管理员在管理IP地址时需要付出更大的人力和时间。IPv6在设计时就考虑了自配置的理念，允许设备在连接到网络时自行生成自己的IPv6地址。这一机制大大减少了网络配置的复杂性，使得自动化与设备间的通信变得更加灵活和高效。
针对安全性，IPv4和IPv6之间也是存在差异。IPv4最初并没有考虑到网络安全的问题，这使得许多协议在开发过程中并没有内置的安全功能，后在较为成熟时出现了一些相关的扩展。IPv6则从一开始就考虑了网络通信的安全性，内置了IPSec协议。这一协议可以为数据传输提供加密和认证机制，从而在一定程度上保障了网络通信的安全。
在全球范围内，IPv6的推广与实施也面临了一定的挑战。尽管国际上对IPv6的支持越来越多，特别是大型互联网服务提供商、政府机构以及企业都在逐步迁移至IPv6，但在很多场合仍然存在部分设备与系统只支持IPv4。这使得完全向IPv6的过渡显得缓慢。不过，很多解决方案正在被采用，以便同时支持IPv4与IPv6，通过双栈技术实现两者的兼容。
总体而言，IPv4与IPv6在多个维度表现出了不同的特性。从地址格式到地址长度再到路由的复杂性和地址的分配机制，两者之间的差异也反映了其应对技术发展需求的差距。随着网络的持续扩展和物联网的不断发展，IPv6无疑显得更为适应未来的网络环境，其扩展性和灵活性将给予用户更多的便利。