Quando o IP foi padronizado em Setembro de 1981, foi especificação que para cada sistema ligado a Internet deveria ser associado um valor único de endereço de 32 bits. Alguns sistemas, como roteadores que tem interface com mais de uma rede, deveria ser associado um único endereço IP para cada interface de rede.

A primeira parte de um endereço de Internet identifica a rede em que um host está, enquanto a segunda parte identifica o próprio host na rede. Desta forma, foi criada a hierarquia de endereçamento de dois níveis.

Recentemente, o campo do número de rede foi chamado de "prefixo de rede" porque a porção dominante de cada endereço IP identifica o número da rede. Todos os hosts de uma rede compartilham o mesmo prefixo de rede mas devem ter um único host-number. Desta forma, quaisquer dois hosts em diferentes redes devem ter prefixos de rede diferentes mas podem ter o mesmo host-number.

De forma a prover flexibilidade para suportar tamanhos de rede diferentes, decidiu-se que o espaço de endereço IP deve ser dividido em três diferentes classes de endereços: classe A, classe B, classe C. Cada classe fixa o limite entre o prefixo de rede e o host-number em diferentes pontos entre os 32 bits de endereço. As classes fundamentais de endereços são mostradas abaixo:

Uma das principais características das classes de IP é que cada endereço contém uma chave própria que identifica o ponto de divisão entre o prefixo de rede e o host-number. Por exemplo, se os primeiros 2 bits de um endereço IP são 1-0, o ponto de divisão cairá entre o 15^o e o 16^o bit. Isto simplificou o sistema de roteamento durante os últimos anos, por que o protocolo de roteamento original não possuía uma chave de código ou máscara que cada roteador identificasse o tamanho do prefixo de rede.

Cada endereço de rede classe A possui um prefixo de rede de 8 bits, com o bit mais significativo em 0 e um número de rede de 7 bits, seguido por um host-number de 24 bits. Hoje estas redes são mais usualmente chamadas de /8.

Um número máximo de 126 (2⁷-2) redes /8 podem ser definidas. Esta subtração por 2 se dá devido ao fato de que o endereço 0.0.0.0 é reservado para uso como a rota default e o endereço 127.0.0.0 (também escrito como 127/8 ou 127.0.0.0/8) é reservado para a função de "loopback". Cada /8 suporta um máximo de 16.777.214 (2²⁴-2) hosts por rede. Este cálculo se dá devido ao fato de que os host-numbers tudo zero ("própria rede") e tudo um ("broadcast") não devem ser associados à hosts individuais.

Já que o conjunto dos endereços /8 contém 2³¹(2.147.483.648) endereços individuais e o espaço de endereços IPv4 contém no máximo 2³² (4.294.967.296) endereços, os endereços /8 representam 50% do total do IPv4.

Cada endereço de rede classe B possui 16 bits de prefixos de rede com os dois bits mais significativos como 1-0 e os 14 bits do número de rede, seguido por 16 bits de host-number.

Podem ser definidas no máximo 16.384 (2¹⁴) redes /16 com no máximo 65.534 (2¹⁶) hosts por rede. O conjunto dos endereços /16 representa 25% do total dos IPv4, já que possuem 2³⁰ (1.073.741.824) endereços.

Cada endereço de rede classe B possui um prefixo de rede de 24 bits com os três mais significativos em 1-1-0 e 21 bits de número de rede, seguido por 8 bits de host-number.

Podem ser definidas no máximo 2.097.152 (221) redes /24com um total de 254 (2⁸-2) hosts por rede. O conjunto dos endereços /24 representa 12,5% do total dos IPv4, já que possuem 2²⁹ (536.870.912) endereços.

Além destes três classes mais populares, existem mais 2. Endereços classe D possuem os quatro bits mais significativos em 1-1-1-0 e são utilizados para IP Multicast. Já os endereços classe E possuem seus quatro bits mais significativos em 1-1-1-1 e são reservados para uso experimental.

A tabela abaixo define a gama de valores em decimais que podem ser associadas para cada uma das três classes principais de endereços. O "xxx" representa o campo do host-number que é definido pelo administrador da rede local.