一开始，32位的IPv4地址只由8位的网络地址（指定了主机连接到的那个网络）和“剩下的”主机位（指定了主机在该网络内的地址）。这种格式用在局域网出现之前。在那时，只有一些很少很大的的网络，例如ARPANET。
这使独立的网络的数量不能太多（最多254个），这在局域网出现的早期，就已经显得不足够了。
为了和已存在的IP地址空间及IP数据报兼容，对IP地址的定义在1981年的RFC 791进行了修改。修改后的IP地址共有三种网络地址长度不同的单播地址。如下表所示：
可用的主机地址总是2N - 2（N是所用的位数，减2是因为第一个和最后一个地址都是无效的）。因此，对于用8位来表示主机地址的C类地址来说，主机数就是254。
更多的网络位允许更多的网络，因此适应了互联网的持续增长。
现在总和IP地址连在一起的掩码在那里是不需要的，因为掩码可以从IP地址推出。所有的网络设备都会通过查看IP地址的前几位来确定地址所属的类别。
但是比较两个IP地址的物理网络的方法没有改变。对每个地址，在确定它的网络地址所占的位数和相应的值之后，就可以比较它们的网络地址了。如果两个网络地址相同，则两个IP地址在同一网络上
第一轮的改变在短期内已经足够，但是IP地址仍然在不断变得短缺。其中主要的问题是，多数的网站对c类的网络地址来说太大了，因此它们都得到了b类的地址。随着互联网的快速发展，b类的地址（共214个）迅速减少。分类网络于1993年被无类别域间路由取代以解决这个问题。
IANA在早期对IP地址的分配在某些情况下并不是很高效，这也是这个问题产生的原因之一。（但是，人们认为一些美国的组织不公平地和非必要地得到了A类地址这个观念其实只是一个恶作剧；那些不高效的分配多是在分类地址出现之前。在那里，只有后来所谓的A类地址可用）。
下表用标准的点分十进制形式表示了每个类别所用的地址范围。