หมายเลขไอพีแอดเดรสเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการระบุแยกแยะความแตกต่างของเครื่องคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์เครือข่ายต่าง ๆ ที่มีการเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ออกจากกัน โดยคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องภายในเครือข่าย จะได้รับการกำหนดจัดสรรหมายเลขไอพีแอดเดรสเป็นของตนเอง หลักการพื้นฐานในการกำหนดหมายเลขไอพีแอดเดรส ให้กับคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องมีอยู่ง่าย ๆ คือ หลีกเลี่ยงมิให้แต่ละเครื่องมีหมายเลขไอพีแอดเดรสซ้ำกัน เพราะจะทำให้เกิดความสับสนในการติดต่อสื่อสารภายในเครือข่าย หากการกำหนดจัดสรรไอพีแอดเดรสเป็นไปตามกติกาดังกล่าวแล้ว ก็จะทำให้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถติดต่อสื่อสารถึงกัน เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูล หรือกระจายภาระการทำงานระหว่างกันได้เป็นปกติ คอมพิวเตอร์ภายในเครือข่ายจะทำการติดต่อสื่อสารกันโดยการรับส่งข้อมูลในรูปแบบของแพ็กเกต (Packet) ผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่มีการเชื่อมต่อโดยอาศัยอุปกรณ์เครือข่ายชนิดต่าง ๆ เช่น บริดจ์ ฮับ สวิทช์ หรือเราเตอร์
อย่างไรก็ตาม นิยามของคำว่า "เครือข่ายคอมพิวเตอร์" สามารถเป็นไปได้ในหลาย ๆ ลักษณะ การสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ภายในองค์กรธุรกิจโดยไม่มีความจำเป็นที่จะต้องต่อเชื่อมกับเครือข่ายขององค์กรอื่น ๆ ถือเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์อย่างง่าย ซึ่งผู้ดูแลระบบเครือข่ายสามารถออกแบบสร้างและควบคุมการทำงานของเครือข่ายได้โดยไม่ยากเย็นนัก อย่างไรก็ตามเครือข่ายคอมพิวเตอร์อาจอยู่ในรูปแบบของเครือข่ายขนาดใหญ่ขององค์กร สถานศึกษา หรือหน่วยงานราชการ ซึ่งต้องการเชื่อมต่อข้ามไปยังเครือข่ายอื่น ๆ ที่สำคัญคือมักมีการเชื่อมต่อเข้าสู่เครือข่ายอินเตอร์เน็ต ซึ่งมีจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์เชื่อมต่ออยู่อย่างมหาศาล ความยากลำบากในการกำหนดเลขหมายไอพีแอดเดรสให้กับเครือข่ายของท่าน โดยหลีกเลี่ยงการกำหนดเลขหมายซ้ำกับเครือข่ายอื่นที่ท่านเชื่อมต่ออยู่ จะกลายเป็นสิ่งที่ควบคุมได้ยากลำบากมาก หากไม่มีการกำหนดกฎเกณฑ์และกติกาในการจัดสรรหมายเลขไอพีแอดเดรสเพื่อให้แต่ละองค์กรยึดถือร่วมกัน
เพื่อเป็นการวางมาตรฐานสำหรับปฏิบัติร่วมกัน หน่วยงาน InterNIC (Internet Network Information Center) ซึ่งเป็นหน่วยงานที่ได้รับการ จัดตั้งขึ้นโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกา จึงได้ทำหน้าที่เป็นผู้ออกกฎกติกา สำหรับการจัดสรรหมายเลขไอพีแอดเดรส ให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วโลกที่จะต้องมีการเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่าย อินเตอร์เน็ต โดยมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันปัญหาการกำหนดไอพีแอดเดรสซ้ำซ้อนกันขึ้น อย่างไรก็ตามในกรณีของการวางเครือข่ายอินทราเน็ตสำหรับองค์กร โดยไม่คิดว่าจะมีการเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายอินเตอร์เน็ต ผู้ดูแลระบบสามารถเลือกกำหนดไอพีแอดเดรสให้กับคอมพิวเตอร์ภายในเครือข่ายของ ท่านอย่างไรก็ได้โดยยึดถือเพียงหลักในการจัดสรรไอพีแอดเดรสมาตรฐาน รูปที่ 1 เป็นการเปรียบเทียบการจัดสรรหมายเลขไอพีแอดเดรสระหว่างเครือข่ายอินทราเน็ตอิสระที่ไม่มีการเชื่อมต่อกับอินเตอร์เน็ต กับเครือข่ายอินทราเน็ตขององค์กรอีกแห่งหนึ่งซึ่งจำเป็นต้องเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายอินเตอร์เน็ต โดยในกรณีหลังนี้นอกจากผู้ดูแลระบบจะปฏิบัติตามหลักการจัดสรรหมายเลข IP พื้นฐานแล้ว ยังต้องยึดถือกฎกติกาของ InterNIC อย่างเคร่งครัดอีกด้วย
การกำหนดเลขหมายแอดเดรส
หมายเลขไอพีแอดเดรสซึ่งมีการกำหนดใช้งานในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั่วโลกในปัจจุบัน มีชื่อเรียกเป็นทางการว่า "IPv4" มีโครงสร้างการอ้างอิงเป็นตัวเลขฐานสองความยาว 32 บิต เพื่อเป็นความสะดวกในการระบุอ้างอิงโดยมนุษย์ จึงมีการแยกอ่านค่าเลขฐานสองดังกล่าวออกเป็น 4 กลุ่ม ๆ ละ 8 บิตเรียงตามลำดับ การอ่านหรืออ้างอิงค่าหมายเลขไอพีแอดเดรสโดยทั่วไปจึงมักอยู่ในรูปแบบเช่น 205.46.15.198 แทนที่จะอ่านเป็น 11001101.00101110.00001111.11000110 สำหรับการแปลงค่าตัวเลขฐานสองไปเป็นฐานสิบนั้น สามารถกระทำได้โดยใช้เครื่องคิดเลขหรือเทียบจากตารางที่ 1 ตัวอย่างการอ่านค่าไอพีแอดเดรสตามตัวอย่างข้างต้นนั้นมีแสดงในรูปที่ 2 ทั้งนี้พึงทำความเข้าใจว่าในการติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ด้วยกันนั้น จะใช้การอ้างอิงตัวเลขฐานสองเป็นพื้นฐาน เนื่องจากเป็นมาตรฐานการอ้างอิงในระดับภาษาเครื่อง ส่วนการอ่านค่าเป็นตัวเลขฐานสิบนั้นเป็นไปเพื่อความสะดวกของมนุษย์เป็นสำคัญ อนึ่งโดยทั่วไปมักนิยมเรียกกลุ่มข้อมูลแต่ละกลุ่มซึ่งมีขนาด 8 บิตว่า "ออกเต็ด" (Octet) สำหรับความหมายของ "คลาส C" ซึ่งแสดงในรูปนั้น จะกล่าวถึงต่อไป
ข้อควรทราบเกี่ยวกับการกำหนดค่าให้กับเลขหมายไอพีแอดเดรสในแต่ละออกเต็ดมีอยู่ 2 ประการ ประการแรกก็คือในแต่ละออกเต็ดจะต้องไม่มีค่าของข้อมูลเป็น "11111111" หรือ "00000000" หรือแทนค่าเป็นเลขฐานสิบได้เท่ากับ 255 และ 0 ตามลำดับ นอกจากนั้นยังมีการสำรองไอพีแอดเดรสที่มีค่าเป็น 127.0.0.1 ไว้สำหรับใช้ในการทดสอบเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องที่มีการเชื่อมต่อกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หลักการดังกล่าวนี้ใช้ได้ทั้งกับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีการเชื่อมต่อภายในเครือข่ายแบบปิด และกับเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายเปิดซึ่งมีการเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายอินเตอร์เน็ต
เมื่อพิจารณาเฉพาะเจาะจงไปถึงการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายอินเตอร์เน็ต ผู้ดูแลระบบจะต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดของ InterNIC ในการกำหนดเลขหมายไอพีแอดเดรสเพื่อให้เกิดความมั่นใจว่าเลข หมายไอพีแอดเดรสที่มีการจัดสรรให้กับคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องภายในเครือข่าย อินทราเน็ตของตน จะไม่เกิดซ้ำกันขึ้นกับไอพีแอดเดรสของคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ที่เชื่อมต่ออยู่กับเครือข่ายอินเตอร์เน็ต เริ่มจากการที่ผู้ดูแลระบบจะต้องทราบว่า InterNIC มีการกำหนดแบ่งกลุ่มของไอพีแอดเดรสที่มีการใช้งานทั่วโลกออกเป็น 5 กลุ่ม หรือ 5 คลาส (Class) ซึ่งในการกำหนดใช้งานทางปฏิบัติจะมีอยู่เพียง 3 คลาสเท่านั้น คือ คลาส A คลาส B และ คลาส C กติกาที่ใช้ในการกำหนดแบ่งคลาสของไอพีแอดเดรสนั้น กระทำโดยแบ่งตามค่าตัวเลขฐานสองของออกเต็ดแรก ดังแสดงรายละเอียดในตารางที่ 2 และเนื่องจาก InterNIC มีการประกาศห้ามใช้งานแอดเดรสในคลาส D และ E จึงจะไม่ขอกล่าวถึงแอดเดรสในกลุ่มนี้อีก ต่อไป
ที่มาของแนวคิดในการแบ่งกลุ่มไอพีแอดเดรสออกเป็นคลาส ก็เนื่องมาจากที่ InterNIC มองว่าเครือข่ายคอมพิวเตอร์ย่อย ๆ ที่มีการเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายอินเตอร์เน็ตนั้น มีขนาดเล็กใหญ่ไม่เท่ากัน เครือข่ายของบางองค์กรอาจมีขนาดใหญ่โตและต้องการหมายเลขไอพีแอดเดรสเป็นจำนวนมาก ในขณะที่เครือข่ายขององค์กรบางกลุ่มกลับมีเครื่องคอมพิวเตอร์อยู่เพียงไม่กี่เครื่อง จำนวนเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่แต่ละคลาสสามารถรองรับได้มีแสดงในตารางที่ 3 พร้อมกับการระบุจำนวนของโฮสหรือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถเชื่อมต่อใช้งานในแต่ละเครือข่ายซึ่งอยู่ในคลาสต่าง ๆ กัน รายละเอียดและแนวทางในการคำนวณจำนวนเครือข่ายและจำนวนโฮสที่รองรับในแต่ละคลาสดังนี้
คลาส A : สังเกตจากค่าบิตแรกของออกเต็ดที่ 1 ในไอพีแอดเดรสมีค่าเป็น 0 ในคลาสนี้มีการแบ่งกลุ่มเครือข่ายออกได้เป็น 126 เครือข่าย โดยที่แต่ละเครือข่ายสามารถมีเครื่องคอมพิวเตอร์ต่อเชื่อมได้ทั้งสิ้นเครือข่ายละ 16,777,214 เครื่อง ในปัจจุบันไอพีแอดเดรสที่จัดว่าอยู่ในคลาส A แทบจะไม่ได้มีการจัดสรรให้กับหน่วยงานใดมากนัก แอดเดรสในคลาส A นี้ได้รับการกำหนดขึ้นเพื่อใช้จัดสรรให้กับองค์กรขนาดใหญ่มากที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อภายในองค์กรเป็นจำนวนมาก รูปแบบของการจัดวางไอพีแอดเดรสสำหรับคลาส A นี้มีการกำหนดให้ออกเต็ดแรกใช้แทนแอดเดรสของเครือข่าย และอีก 3 ออกเต็ดที่เหลือใช้แทนแอดเดรสเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในเครือข่ายนั้น ๆ
คลาส B เหมาะสำหรับการกำหนดใช้งานให้กับองค์กรขนาดกลาง โดยมีหลักกำหนดให้ 2 ออกเต็ดใช้แทนแอดเดรสของเครือข่าย และอีก 2 ออกเต็ดที่เหลือใช้แทนแอดเดรสของเครื่องคอมพิวเตอร์ ในคลาสนี้สามารถจัดแบ่งจำนวนเครือข่ายออกได้ทั้งสิ้น 16,384 เครือข่าย โดยที่แต่ละเครือข่ายรองรับจำนวนคอมพิวเตอร์ได้ 65,534 เครื่อง
คลาส C เป็นคลาสที่มักมีการกำหนดใช้งานกับเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ภายในเครือข่ายอินเตอร์เน็ต โดยกำหนดว่าข้อมูล 3 ออกเต็ดแรกของไอพีแอดเดรสใช้แทนแอดเดรสของเครือข่าย ส่วนออกเต็ดสุดท้ายใช้แทนแอดเดรสของเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งหมายความว่าคลาส C นี้สามารถแบ่งเครือข่ายออกได้เป็นทั้งสิ้น 2,097,152 เครือข่าย โดยแต่ละเครือข่ายมีจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ทั้งสิ้น 254 เครื่อง
