Em 1985, foi definido um procedimento padrão de sub-rede, ou seja, divisão de um único número de rede classe A, B ou C, em pequenos pedaços. A sub-rede foi introduzida para resolver alguns dos problemas que partes da Internet estavam começando a sofrer com a hierarquia de endereçamento de dois níveis, tais como: crescimento dos tabelas de roteamento, a necessidade por parte dos administradores locais de solicitar outros números de rede da Internet antes de instalar novas redes.

Estes problemas foram atacados adicionando-se outro nível na hierarquia da estrutura de endereçamento IP. Desta forma, o host-number foi dividido em duas partes: número de sub-rede e o host-number.

O problema da expansão das tabelas de roteamento foi atacado assegurando-se que a estrutura de sub-rede de uma rede nunca será visível fora desta rede. A rota da Internet para cada sub-rede de um dado endereço IP é a mesma, não importando em qual sub-rede o host de destino está. Isto se dá porque todas as sub-redes de um dado número de rede usam o mesmo prefixo de rede mas com diferentes números de sub-rede. Os roteadores dentro de uma organização precisam fazer a diferenciação entre as sub-redes, mas para os roteadores de fora (da Internet) todas essas sub-redes estão agrupadas em uma única entrada na tabela de roteamento. Este método permite ao administrador local total liberdade para introduzir complexidade à sua rede privada sem afetar o tamanho das tabelas de roteamento da Internet.

Uma outra vantagem deste método de sub-rede é o fato de que mudanças nas rotas dentro de uma rede (sub-rede) não afetará as tabelas de roteamento da Internet, já que os roteadores da Internet não tem conhecimento de cada uma das sub-redes.

Os roteadores da Internet usam apenas os prefixos de rede do endereço de destino para rotear o tráfego para um ambiente de sub-rede. Já os roteadores dentro da sub-rede utilizam o prefixo de rede estendido para rotear o tráfego entre cada uma das sub-redes. O prefixo de rede estendido é composto do prefixo de rede mais o número de sub-rede.

Tradicionalmente, o prefixo de número de rede estendido é chamado de máscara de sub-rede. Por exemplo, considerando o endereço /16 130.5.0.0, deseja-se utilizar o três primeiros octetos para representar o número de sub-rede. Para isto, especifica-se uma máscara de 255.255.255.0. Os bits na máscara de sub-rede e no endereço da Internet tem uma correspondência de um para um. Os bits da máscara de sub-rede são colocados em um se o sistema que vai examinar o endereço deverá tratar o bit correspondente no endereço IP como parte do prefixo de rede estendido. Os bits na máscara estão setados em 0 se o sistema deve tratar os bits como parte do host-number.

Os protocolos padrões de roteamento modernos geralmente se referem ao tamanho do prefixo de rede estendido ao invés da máscara de sub-rede. Este tamanho é igual ao número de bits setados em um na máscara de sub-rede. Isto significa que especificar o endereço de rede 130.5.5.25 com uma máscara de sub-rede 255.255.255.0 pode ser também escrito como 130.5.5.25/24. A notação /tamanho-do-prefixo é mais compacta e mais fácil de entender do que escrever a máscara no formato decimal tradicional.

Entretanto, é importante notar que os protocolos de roteamento modernos ainda carregam a máscara de sub-rede. Não há padrão de roteamento que possua um campo de um byte no seu cabeçalho contendo o número de bits do prefixo de rede estendido.