Persediaan alokasi alamat IPv4 yang semakin menipis mendorong IETF untuk menciptakan teknologi protokol internet terbaru, yaitu IPv6. IPv6 diharapkan bisa menjadi solusi untuk kelangkaan alamat dan permasalahan lain dari IPv4. Penelitian tentang IPv6 perlu dilakukan agar kesadaran akan pentingnya migrasi ke IPv6 bisa ditumbuhkan. Dalam penelitian ini, penulis melakukan uji kinerja IPv4 murni, IPv6 murni, dan IPv6 dengan metode transisi menggunakan tunneling pada jaringan dengan ukuran MTU yang bervariasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan kinerja IPv4 murni, IPv6 murni, dan IPv6 dengan tunneling pada kondisi jaringan yang sama dan mengetahui pengaruh ukuran MTU terhadap kinerja protokol jaringan. Penelitian dilakukan dengan menguji beberapa skenario topologi jaringan dengan menggunakan jaringan yang memiliki ukuran MTU berbeda-beda. Parameter yang diuji adalah besar data yang ditransfer pada rentang waktu tertentu dan ukuran bandwidth . Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa untuk transmisi data TCP, pada ukuran MTU 1280 byte troughput IPv6 1,3% lebih baik dari daripada IPv4 dan 28,9% lebih baik daripada IPv6 dengan tunneling. Pada ukuran MTU 1500 byte, IPv6 lebih baik 15,7% daripada IPv4 dan 1% lebih baik daripada IPv6 dengan tunneling. Pada ukuran MTU bervariasi (1280 dan 1500 byte) IPv6 lebih baik 1.3% daripada IPv4 dan 28,9% lebih baik daripada IPv6 dengan tunneling.Untuk transmisi data UDP, terlihat kinerja IPv6 dan IPv6 dengan tunneling baik pada transmission rate 60 Mbps, sedangkan IPv4 baik pada ukuran transmission rate 60 Mbps dan 75 Mbps.