La dirección IP se expresa mediante un número binario de 32 bits (en IPv4), dividido en 4 octetos, es decir, comprendido entre estos valores binarios:

00000000.00000000.00000000.00000000 
11111111.11111111.11111111.11111111 
(en decimal, entre 0.0.0.0 y 255.255.255.255)

Componentes de una dirección IP:

• Valor de campo: indica el tipo de dirección.
• Identificador de red.
• Identificador de estación dentro de la red.

Igual que una dirección postal tiene dos partes (calle y número), las dos partes de una dirección IP (el ID de host y el ID de red) identifican al dispositivo. La primera parte de una dirección IP es el ID de red, que identifica el segmento de red en el que está ubicado el equipo. Todos los equipos del mismo segmento deben tener el mismo ID de red. La segunda parte de una dirección IP es el ID de host.

El número de bits que representa la dirección de red es variable, según veremos a continuación. Por ejemplo, si la dirección de red tiene 16 bits, el formato de una dirección IP sería:

RRRRRRRR.RRRRRRRR.HHHHHHHH.HHHHHHHH 
R: bits del ID de red 
H: bits del ID de host

En función de estas tres partes se generan cinco clases de direcciones IP:

Es importante destacar que existen direcciones reservadas, y por tanto no asignables a un ordenador dentro de una red:

• La IP con número de estación todo a ceros (por ejemplo 192.168.1.0): se usa para indicar la red actual completa (una red debe tener también una IP por cuestiones de encaminamiento).
• Las IP con todos los bits de número de estación a 1 (por ejemplo 192.168.1.255) se usan para difusión, es decir, para enviar un mensaje a todas las estaciones dentro de la misma subred, es decir, para todas las direcciones que tienen el mismo identificador de red).
• La dirección del router. No tiene por qué ser una dirección concreta, aunque por comodidad se suele elegir la primera dirección de la red. Típicamente los routers toman la primera dirección de la red, por ejemplo, en este caso sería la dirección 192.168.1.1, aunque puede tomar otra.