Como mencionado no capítulo anterior, os endereços compreendidos pelo protocolo de rede IP são números formados por 32 bits. Para toda máquina deve ser designado um número único no ambiente de rede. Caso se esteja em uma rede local que não possui tráfego TCP/IP com outras redes, é possível designar estes números de acordo com as preferências pessoais do administrador. Porém para sites com conexões com a Internet, estes são designados por uma autoridade central, o Centro de Informações de Rede ou NIC.2.2
Para um leitura mais simples, os endereços IP são divididos em números de 8 bits chamados octetos. Por exemplo, xavante.conectiva.com.br possui um endereço IP 0x954C0C04, o qual pode ser representado como 149.76.12.4. Este formato é freqüentemente chamado de notação das quatro partes. Outra razão para esta notação é que os endereços IP são divididos em duas partes: o número de rede, contido em um ou mais octetos e o número de máquina, o qual é a identificação da máquina na rede. Ao receber endereços IP, estes não serão fornecidos pelo órgão responsável na proporção de um para cada servidor que se planeje usar. Ao contrário, normalmente é fornecido somente um número de rede, e é permitido que todos os endereços IP válidos dentro desta faixa sejam utilizados para máquinas da rede de acordo com as preferências e necessidades do administrador. Dependendo do tamanho da rede, a parte do endereço que indica os servidores pode variar de tamanho. Para atender a diferentes necessidades, existem as chamadas classes de rede, definindo diferentes divisões em endereços IP entre a parte do endereço que indica a rede e a parte que indica a estação. As classes existentes são as seguintes:
Retornando ao exemplo do capítulo anterior, percebemos que 149.76.12.4, o endereço de jacare, refere-se à máquina 12.4 na rede de classe B 149.76.0.0.
Ao analisar mais cuidadosamente os endereços acima, pode-se perceber que nem todos os valores possíveis foram permitidos para cada octeto na parte do endereço que indica a máquina. Isso se deve à uma convenção onde os octetos de máquina com valores iguais a 0 ou 255 são reservados para propósitos especiais. Um endereço de máquina igual a zeros referencia a rede e um endereço onde todos os bits são iguais a 1 é denominado endereço de propagação. Ele significa todas as máquina da rede simultaneamente. Por exemplo, o endereço 149.76.255.255 não pode ser atribuído à uma máquina da rede, porém faz referencia a todas as máquinas da rede 149.76.0.0.
Há ainda dois outros endereços de rede reservados: 0.0.0.0 e 127.0.0.0. O primeiro é chamado de rota padrão, o último de endereço local. A rota padrão está relacionada com a forma como os datagramas IP são roteados, a qual será explicada adiante.
O endereço de rede 127.0.0.0 é reservado para o tráfego local da máquina. Normalmente o endereço 127.0.0.1 será definido para uma interface especial da máquina denominada interface local2.3, a qual atua como um circuito fechado. Qualquer pacote IP enviado para esta interface a partir dos protocolos TCP ou UDP será retornado à própria máquina que o enviou como se estivesse chegando da rede. Isso permite a aplicação de testes de redes, sem necessariamente se estar conectado a uma rede ``real''. Outra aplicação útil é a utilização de softwares de rede em máquinas isoladas2.4. Isso pode não ser tão raro quanto possa parecer à primeira vista. Por exemplo, muitos sites UUCP não têm na realidade conectividade IP, mas necessitam executar o sistema de notícias INN. Para uma operação adequada no , INN necessitará de uma interface local adequada.