在使用TCP/IP通信的时候，IP地址是一块基石。
IP地址（IPv4）
这里所说的IP地址是IPv4地址，IP地址由32位正整数来表示。他在计算机内部被以二进制方式处理，因此最多有2^32个IP地址，即：43亿个总IPv4地址（目前人类总数有60亿左右，在现在看来这个地址池是远远不够用了）。32位的IP地址被分为4组，每组8位。每组以“.”来进行分割。然后在将每组数转换为相应的十进制数字。例如：192.168.0.231，我们称之为点分十进制形式。将每组数组转换为二进制为：11000000.10101000.00000000.11100111
早期的IP地址被分组处理为A,B,C,D,E五组，其中实际被使用的是A,B,C,D四类，E类是实验保留用的。每一类IP地址所能容纳的主机数量的差异是巨大的。
IP地址是由两个部分组成的，网络标识+主机标识构成一个完整的IP地址。以A类IP地址为例，它的主机标识达到了24位之多，一个网段内能容纳的主机数量高达16777214台主机。（2^24 == 16777216）其中地址全为0表示对应的IP地址不可获知；其中地址全为1的表示广播地址。因此，容纳的主机数量最多可达16777214台。D类IP地址没有主机标识，只有网络标识。通常被用作广播地址。
广播可以分为两类：本地广播和直接广播。
本地广播是在同一个数据链路上。例如：192.168.0.255/24他会将广播到192.168.0.0/24。
直接广播是在不同网络之间的广播。但是这个缺点是路由器将会转发包，这样将不安全。因此，通常使用的是IP多播。
多播能将包发送给指定组内的所有主机，它使用IP协议，所以能够穿透路由器。因此IP多播成为了只给那些必要的组发送数据包的必选之路。多播使用D类IP地址。因此IP地址开头如果是“1110”，则可以认为是多播地址。剩下的28位成为多播组标号。即：从224.0.0.0到239.255.255.255都是多播地址。其中从224.0.0.0到224.0.0.255的范围是不需要路由控制的，也就是说能在同一个数据链路内实现多播。
现在的IP地址不在局限于上述的类别，更多的则是通过一个叫做子网掩码的识别码来进行网络的识别。自从有了“子网掩码”，一个IP地址的网络标识和主机标识就是由“子网掩码”来确定的。子网掩码也是一个32位的数字。它用连续的1来表示网络标识的长度，即：有多少位网络标识，子网掩码就有多少个1，剩下的用0表示的部分就是主机标识。例如：
IP地址：192.168.0.231
子网掩码：255.255.255.0
这就标识IP地址的网络标识有24位，主机标识只有8位。此时该IP段的广播地址应该如下：
IP地址：192.168.0.255
子网掩码：255.255.255.0
子网掩码就是在A,B,C,D四类基础上改进而来的，需要多少就用多少。因此，子网掩码可以灵活的指定网络标识长度。
IP地址的分类处理导致了早期在架构大型网络的时候一般会分配一个A类IP地址，但是这个A类IP地址最多只能分128个（0,10,127等开头的A类IP地址是保留的IP地址）。而C类IP地址最大只能容纳254台计算机。随着计算机网络的日益发展，能分到的A类IP地址几乎没有了，B类IP地址也严重缺乏。于是，人们摒弃了IP地址分类的做法，采用任意长度分割IP地址的网络标识和主机标识。这种方式叫做CIDR。另外还是用来VLSM技术（可变长子网掩码），他可以随机修改子网掩码的长度。有了CIDR和VLSM在一定程度上缓解了全局IP地址不够用的局面。
全局地址（公网IP）
随着互联网的迅速发展，IP地址不足的问题越来越明显。于是，出现了一种新的技术，他不在要求为每一台主机或者路由器分配一个IP地址，而是在必要的时候，才给相应数量的设备分配唯一的IP地址。对于一个局域网内的设备而言，只要IP地址是不冲突的即可。于是，私有IP地址便出现了。
10.0.0.0——10.255.255.255（10/8）,这是A类私有IP地址
172.16.0.0——172.31.255.255（172.16/12）,B类
192.168.0.0——192.168.255.255（192,168/16）,C类
包含在上述IP内的所有地址都是私有地址。在此之外的IP地址都是公有IP地址。
最初配有私有IP地址的主机本来是不打算连接到互联网的，但是随着NAT技术的出现，它能够互换私有IP和全局IP。使得私有地址的主机也能够连接互联网。现在在学校和家里一般都是在每个终端设置私有IP，但是在路由器上设置一个全局IP。这相当于在IP地址中又进行了一次地址层次的划分。私有IP地址的主机则通过NAT与互联网相连接。
由此IPv4地址池枯竭的问题基本可以得到解决。私有IP地址和NAT技术已经成为现在解决全局IP地址枯竭的主流方案。但是在使用的时候就有一些限制。为此，IPv6出现了，它长达128位的地址，足足有3.4028236692093846346337460743177e+38这么多的IP地址。相信随着互联网的发展，IPv6的普及，人人都可以拥有一个公网IP。
在全世界范围内，全局IP地址是由ICANN进行管理。我国的全局IP地址是由CNNIC来进行管理的。对于一般用户而言，并不需要向CNNIC发出申请全局IP地址的请求，而是向本地ISP发出接入互联网的请求，同时本地ISP会给用户分配一个全局IP地址。现阶段普遍采用的方式是私有IP地址+NAT技术来给用户提供上网服务。