¿Por qué la gente no hizo IPv6 compatible con IPv4?

Existen ventajas al crear un nuevo protocolo incompatible: básicamente más libertad para innovar y sin restricciones para agregar nuevas funciones.

Los diseñadores, por supuesto, tuvieron que pensar en la transición y definieron una ruta de actualización que pasa por una fase de doble pila, donde (idealmente) los dispositivos se actualizan con ipv6 y durante algún tiempo son capaces de hablar ambos protocolos.

Esto no sucedió, hay muchos dispositivos que no se han actualizado y nunca lo serán. Y es por eso que todavía estamos en ipv4 para quién sabe cuánto tiempo.

Esta es una lección muy importante en mi opinión. La falta de compatibilidad con versiones anteriores a menudo es el único punto si falla en un proyecto que de otra manera sería muy bueno.

Incluso el agotamiento del espacio de direcciones ipv4 no ha sido capaz de empujarnos a ipv6.

EDITAR: esto es lo que acabo de escribir en un comentario para explicar un poco más en detalle:

Usando las opciones de IP, se pueden agregar bytes de direccionamiento adicionales de una manera compatible. La infraestructura existente enruta el paquete como de costumbre utilizando los 4 bytes habituales y solo el enrutador perimetral debe saber cómo manejar los bytes de direccionamiento adicionales. Este es un cambio mínimo en comparación con tener que actualizar toda la infraestructura y también necesita actualizar el enrutador perimetral solo si desea aprovechar el espacio de direcciones adicional.

Hay implementaciones funcionales que agregan 4 bytes de direccionamiento más de esta manera, básicamente puede agregar un Internet completo para cada dirección IP existente.

No podemos decir que actualizar ipv4 fuera imposible. Claro, ipv6 parecía ser un camino razonable en la década de 1990 cuando se diseñó, no tanto 10 años después.

Hoy está bastante claro que no funcionó.

IPv4 fue considerado como fundamentalmente roto. No tenía seguridad, generaba una carga de trabajo excesiva con fragmentos de paquetes, la movilidad era imposible sin reenviadores (e incluso entonces, había un retraso excesivo y una latencia agregada excesiva), las opciones eran un desastre, las violaciones del direccionamiento jerárquico eran comunes, no había forma de descubrimiento de servicio y anchos de campo fueron al azar. Fue un desastre completo que era innecesariamente ancho de banda y uso intensivo de la CPU.

¿Cómo se agregan bits adicionales en un campo de tamaño fijo? Se habla de cada bit del encabezado IPv4. ¿Cuál es la diferencia entre el “bit extra” y los datos allí antes de los bits adicionales? Los encabezados IP son de formato fijo, de longitud y datos largos.

Se hizo todo lo que podría haberse hecho al revés de forma compatible, antes de que la gente asumiera la desalentadora tarea de IPv6. La idea de que algo compatible con versiones anteriores sería mejor que cualquier sistema nuevo no era evidente hace veinte años.

Simplemente agregar bits de dirección en una opción de IP no ayuda. ¿Cómo saben los enrutadores antiguos para mirar allí? ¿O enrutar usando esos bits?

Esos enrutadores simplemente no son compatibles con versiones anteriores y tendrían que cambiarse. No es mejor.