ที่อยู่โปรโตคอลอินเทอร์เน็ต ( ที่อยู่ IP ) คือป้ายกำกับตัวเลข เช่น192.168.1.1หรือ2001:0db8:0000:0000:0000:8a2e:0370:7334ซึ่งกำหนดให้กับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ใช้โปรโตคอลอินเทอร์เน็ตสำหรับการสื่อสาร^{[ 1 ]}ที่อยู่ IP ทำหน้าที่หลักสองประการ ได้แก่การระบุอินเทอร์ เฟซเครือข่าย และการระบุตำแหน่ง

โปรโตคอลอินเทอร์เน็ตเวอร์ชัน 4 (IPv4) เป็นข้อกำหนดแบบสแตนด์อโลนแรกสำหรับที่อยู่ IP และใช้งานมาตั้งแต่ปี 1983 ^{[ 1 ]}ที่อยู่ IPv4 ถูกกำหนดเป็น ตัวเลข 32 บิตซึ่งต่อมามีขนาดเล็กเกินไปที่จะให้ที่อยู่เพียงพอเมื่ออินเทอร์เน็ตเติบโตขึ้น ส่งผลให้ที่อยู่ IPv4 หมดลงในช่วงทศวรรษ 2010 IPv6 ซึ่งเป็นรุ่นต่อจากนั้น ใช้ 128 บิตสำหรับที่อยู่ IP ทำให้มีพื้นที่ที่อยู่มากขึ้น[ 2 ^{] [ 3 ] [ 4 ]แม้ว่าการ}ใช้งาน IPv6จะดำเนินมาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่กลางทศวรรษ 2000 แต่ทั้ง IPv4 และ IPv6 ก็ยังคงใช้งานควบคู่กันไปจนถึงปี 2025

โดยปกติแล้ว ที่อยู่ IP จะแสดงใน รูปแบบ ที่มนุษย์อ่านได้แต่ระบบอาจใช้รูปแบบตัวเลขคอมพิวเตอร์ ที่แตกต่างกันได้หลายแบบ นอกจากนี้ยังสามารถใช้สัญลักษณ์ CIDR เพื่อกำหนด ว่า ส่วนใดของที่อยู่ควรถูกใช้เป็นคำนำหน้าการกำหนดเส้นทาง ตัวอย่างเช่น 192.0.2.1/24หมายความว่า 24 บิตสำคัญของที่อยู่เป็นคำนำหน้า โดยอีก 8 บิตที่เหลือใช้สำหรับการกำหนดที่อยู่โฮสต์ ซึ่งเทียบเท่ากับซับเน็ตมาสก์ ที่ใช้กันมาแต่เดิม (ในกรณีนี้คือ 255.255.255.0 )

พื้นที่ที่อยู่ IP นั้นได้รับการจัดการในระดับโลกโดยหน่วยงาน Internet Assigned Numbers Authority (IANA) และหน่วยงาน Internet Registries (RIRs) ทั้งห้าแห่ง IANA จะจัดสรรบล็อกที่อยู่ IP ให้กับ RIRs ซึ่งมีหน้าที่ในการแจกจ่ายไปยังหน่วยงาน Internet Registries ในท้องถิ่นในภูมิภาคของตน เช่นผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต (ISP) และสถาบันขนาดใหญ่ ที่อยู่บางส่วนสงวนไว้สำหรับเครือข่ายส่วนตัวและไม่ได้เป็นที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกันทั่วโลก

ภายในเครือข่ายผู้ดูแลระบบเครือข่ายจะกำหนดที่อยู่ IP ให้กับอุปกรณ์แต่ละเครื่อง การกำหนดดังกล่าวอาจเป็นแบบคงที่ (คงที่หรือถาวร) หรือ แบบ ไดนามิกขึ้นอยู่กับแนวทางปฏิบัติของเครือข่ายและคุณสมบัติของซอฟต์แวร์ เขตอำนาจศาลบางแห่ง เช่นแคนาดาและสหภาพยุโรปถือว่าที่อยู่ IP เป็น ข้อมูล ส่วน บุคคล^{[ 5 ] [ 6 ]}

ที่อยู่ IP มีหน้าที่หลักสองประการ: ระบุโฮสต์ หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งอินเทอร์เฟซเครือข่ายและระบุตำแหน่งของโฮสต์ในเครือข่าย ดังนั้นจึงสามารถสร้างเส้นทางไปยังโฮสต์นั้นได้ บทบาทของมันได้รับการอธิบายดังนี้: "ชื่อบ่งบอกสิ่งที่เรากำลังมองหา ที่อยู่บ่งบอกว่ามันอยู่ที่ไหน เส้นทางบ่งบอกว่าจะไปถึงที่นั่นได้อย่างไร" ^{[ 1 ]}ส่วนหัว ของ แพ็กเก็ต IPแต่ละ แพ็ก เก็ตประกอบด้วยที่อยู่ IP ของโฮสต์ผู้ส่งและของโฮสต์ปลายทาง

ปัจจุบันอินเทอร์เน็ตใช้โปรโตคอลอินเทอร์เน็ต อยู่ สอง เวอร์ชัน เวอร์ชันดั้งเดิมที่เริ่มใช้งานครั้งแรกในปี 1983 ใน ARPANETซึ่งเป็นเครือข่ายก่อนหน้าอินเทอร์เน็ต คือโปรโตคอลอินเทอร์เน็ตเวอร์ชัน 4 (IPv4)

ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 การหมดลงอย่างรวดเร็วของพื้นที่แอดเดรส IPv4ที่มีให้สำหรับการจัดสรรให้กับผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตและองค์กรผู้ใช้ปลายทาง ทำให้คณะทำงานด้านวิศวกรรมอินเทอร์เน็ต (IETF) ต้องสำรวจเทคโนโลยีใหม่เพื่อขยายขีดความสามารถในการกำหนดแอดเดรสบนอินเทอร์เน็ต ผลลัพธ์คือการออกแบบโปรโตคอลอินเทอร์เน็ตใหม่ ซึ่งในที่สุดก็กลายเป็นที่รู้จักในชื่อโปรโตคอลอินเทอร์เน็ตเวอร์ชัน 6 (IPv6) ในปี 1995 ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} เทคโนโลยี IPv6 อยู่ในขั้นตอนการทดสอบต่างๆ จนถึงกลางทศวรรษ 2000 เมื่อเริ่มมีการใช้งานเชิงพาณิชย์

ปัจจุบัน โปรโตคอลอินเทอร์เน็ตทั้งสองเวอร์ชันนี้ถูกใช้งานพร้อมกัน นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคอื่นๆ แล้ว แต่ละเวอร์ชันยังกำหนดรูปแบบของที่อยู่แตกต่างกัน เนื่องจากในอดีต IPv4 มีการใช้งานอย่างแพร่หลาย คำว่าที่อยู่ IP โดยทั่วไป จึงยังคงหมายถึงที่อยู่ที่กำหนดโดย IPv4 ช่องว่างในลำดับเวอร์ชันระหว่าง IPv4 และ IPv6 เกิดจากการกำหนดเวอร์ชัน 5 ให้กับโปรโตคอลสตรีมอินเทอร์เน็ต (Internet Stream Protocol) ที่อยู่ในช่วงทดลอง ในปี 1979 ซึ่งอย่างไรก็ตาม ไม่เคยถูกเรียกว่า IPv5

เวอร์ชัน 1 ถึง 9 ได้รับการกำหนด แต่มีเพียงเวอร์ชัน 4 และ 6 เท่านั้นที่ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายโปรโตคอลควบคุมการส่งข้อมูล (ชุดโปรโตคอลที่ต่อมาเรียกว่าTCP/IP ) เวอร์ชัน 1 ^{[ 7 ]}และ 2 ^{[ ​​8 ]}ได้รับการเผยแพร่ในปี 1974 และ 1977 เวอร์ชัน 3 ^{[ 9 ]}ได้รับการกำหนดในปี 1978 และเวอร์ชัน 3.1 เป็นเวอร์ชันแรกที่ TCP แยกออกจาก IP ^{[ 10 ] [ 11 ]}เวอร์ชัน 6 เป็นการสังเคราะห์เวอร์ชันที่แนะนำหลายเวอร์ชัน ได้แก่ เวอร์ชัน 6 Simple Internet Protocolเวอร์ชัน 7 TP/IX: The Next Internetเวอร์ชัน 8 P. Internet Protocolและเวอร์ชัน 9 TCP และ UDP ที่มีที่อยู่ขนาดใหญ่กว่า (TUBA ) ^{[ 12 ] [ 13 ]}

เครือข่าย IP อาจถูกแบ่งออกเป็นเครือข่ายย่อยทั้งในIPv4และIPv6เพื่อจุดประสงค์นี้ ที่อยู่ IP จะถูกพิจารณาว่าประกอบด้วยสองส่วน: คำนำหน้าเครือข่ายในบิตลำดับสูง และบิตที่เหลือเรียกว่าฟิลด์ที่เหลือตัวระบุโฮสต์หรือตัวระบุอินเทอร์เฟซ (IPv6) ซึ่งใช้สำหรับการกำหนดหมายเลขโฮสต์ภายในเครือข่าย^{[ 1 ]}มาสก์ซับเน็ตหรือสัญกรณ์ CIDRจะกำหนดวิธีการแบ่งที่อยู่ IP ออกเป็นส่วนเครือข่ายและส่วนโฮสต์

คำว่าซับเน็ตมาสก์ (Subnet Mask)ใช้เฉพาะใน IPv4 เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ทั้งสองเวอร์ชันของ IP ใช้แนวคิดและสัญลักษณ์ CIDR โดยที่ที่อยู่ IP จะตามด้วยเครื่องหมายทับ (/) และจำนวนบิต (ในเลขฐานสิบ) ที่ใช้สำหรับส่วนของเครือข่าย หรือที่เรียกว่า รูทติ้งพรีฟิกซ์ (Routing Prefix ) ตัวอย่างเช่น ที่อยู่ IPv4 และซับเน็ตมาสก์อาจเป็น192.0.2.1และ255.255.255.0ตามลำดับ สัญลักษณ์ CIDR สำหรับที่อยู่ IP และซับเน็ตเดียวกันคือ192.0.2.1 / 24เนื่องจาก 24 บิตแรกของที่อยู่ IP ระบุถึงเครือข่ายและซับเน็ต

ที่อยู่ IPv4 มีขนาด 32 บิต ซึ่งจำกัดพื้นที่ที่อยู่ไว้ที่4,294,967,296 ( 2³² ) ที่ อยู่ในจำนวนนี้ ที่อยู่บางส่วนถูกสงวนไว้สำหรับวัตถุประสงค์พิเศษ เช่นเครือข่ายส่วนตัว ( ประมาณ 18 ล้านที่อยู่) และการกำหนดที่อยู่แบบมัลติแคสต์ (ประมาณ ²⁷⁰ล้านที่อยู่)

ที่อยู่ IPv4 มักจะแสดงในรูปแบบสัญกรณ์จุดทศนิยมซึ่งประกอบด้วยตัวเลขทศนิยมสี่ตัว แต่ละตัวมีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 255 คั่นด้วยจุด เช่น192.0.2.1แต่ละส่วนแทนกลุ่มของบิต 8 บิต (อ็อกเท็ต ) ของที่อยู่^{[ 14 ]}ในบางกรณีของการเขียนทางเทคนิค ที่อยู่ IPv4 อาจแสดงใน รูปแบบ เลขฐานสิบหก เลขฐาน แปดหรือเลขฐาน สอง ต่างๆ

ในระยะเริ่มต้นของการพัฒนาโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต หมายเลขเครือข่ายมักจะเป็นอ็อกเท็ตลำดับสูงสุด (แปดบิตที่มีนัยสำคัญที่สุด) เนื่องจากวิธีนี้อนุญาตให้มีเครือข่ายได้เพียง 256 เครือข่ายเท่านั้น จึงพิสูจน์ได้ว่าไม่เพียงพอในไม่ช้าเมื่อมีการพัฒนาเครือข่ายเพิ่มเติมที่เป็นอิสระจากเครือข่ายที่มีอยู่ซึ่งกำหนดหมายเลขเครือข่ายไว้แล้ว ในปี พ.ศ. 2524 ข้อกำหนดการกำหนดแอดเดรสได้รับการแก้ไขด้วยการนำสถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบคลาสฟูลมาใช้^{[ 1 ]}

การออกแบบเครือข่ายแบบคลาสช่วยให้สามารถกำหนดเครือข่ายแต่ละเครือข่ายได้มากขึ้น และออกแบบเครือข่ายย่อยได้อย่างละเอียด สามบิตแรกของอ็อกเท็ตที่สำคัญที่สุดของที่อยู่ IP ถูกกำหนดให้เป็นคลาสของที่อยู่ มีการกำหนดสามคลาส ( A , BและC ) สำหรับ การกำหนดที่ อยู่แบบยูนิคาสต์ สากล ขึ้นอยู่กับคลาสที่ได้มา การระบุเครือข่ายจะขึ้นอยู่กับส่วนของอ็อกเท็ตที่เป็นจุดสิ้นสุดของที่อยู่ทั้งหมด แต่ละคลาสจะใช้อ็อกเท็ตเพิ่มเติมในตัวระบุเครือข่ายตามลำดับ ทำให้จำนวนโฮสต์ที่เป็นไปได้ในคลาสลำดับสูงกว่า ( BและC ) ลดลง ตารางต่อไปนี้แสดงภาพรวมของระบบที่ล้าสมัยแล้วนี้

การออกแบบเครือข่ายแบบคลาส (Classful network design) ทำหน้าที่ได้ดีในช่วงเริ่มต้นของอินเทอร์เน็ต แต่ขาดความสามารถในการรองรับการขยายตัวอย่างรวดเร็วของเครือข่ายในช่วงทศวรรษ 1990 ระบบคลาสของพื้นที่แอดเดรสถูกแทนที่ด้วย การกำหนดเส้นทางระหว่างโดเมนแบบไร้คลาส ( Classless Inter-Domain Routingหรือ CIDR) ในปี 1993 CIDR ใช้หลักการของการกำหนดมาสก์ซับเน็ตแบบความยาวแปรผัน (Variable-length subnet masking หรือ VLSM) เพื่อให้สามารถจัดสรรและกำหนดเส้นทางโดยใช้คำนำหน้าที่มีความยาวตามอำเภอใจได้ ปัจจุบัน แนวคิดของเครือข่ายแบบคลาสยังคงใช้งานได้ในขอบเขตจำกัด เช่น พารามิเตอร์การกำหนดค่าเริ่มต้นของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์เครือข่ายบางอย่าง (เช่น เน็ตมาสก์) และในศัพท์เทคนิคที่ใช้ในการสนทนาของผู้ดูแลระบบเครือข่าย

ในการออกแบบเครือข่ายยุคแรก เมื่อมีการวางแผนให้มีการเชื่อมต่อแบบครบวงจรทั่วโลกสำหรับการสื่อสารกับโฮสต์อินเทอร์เน็ตทั้งหมดนั้น ตั้งใจให้ที่อยู่ IP มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวทั่วโลก อย่างไรก็ตาม พบว่าสิ่งนี้ไม่จำเป็นเสมอไปเมื่อเครือข่ายส่วนตัวพัฒนาขึ้น และพื้นที่ที่อยู่สาธารณะจำเป็นต้องได้รับการอนุรักษ์

คอมพิวเตอร์ที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต เช่น เครื่องจักรในโรงงานที่สื่อสารกันผ่านโปรโตคอลTCP/IPเท่านั้น ไม่จำเป็นต้องมีที่อยู่ IP ที่ไม่ซ้ำกันทั่วโลก ปัจจุบัน เครือข่ายส่วนตัวดังกล่าวมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย และโดยทั่วไปจะเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตโดยใช้การแปลงที่อยู่เครือข่าย (NAT) เมื่อจำเป็น

ช่วงที่อยู่ IPv4 ที่ไม่ทับซ้อนกันสามช่วงสำหรับเครือข่ายส่วนตัวจะถูกสงวนไว้^{[ 15 ]}ที่อยู่เหล่านี้ไม่ได้ถูกกำหนดเส้นทางบนอินเทอร์เน็ต ดังนั้นการใช้งานจึงไม่จำเป็นต้องประสานงานกับหน่วยงานลงทะเบียนที่อยู่ IP ผู้ใช้ใดๆ ก็สามารถใช้บล็อกที่สงวนไว้ได้ โดยทั่วไป ผู้ดูแลระบบเครือข่ายจะแบ่งบล็อกออกเป็นซับเน็ต ตัวอย่างเช่นเราเตอร์ที่บ้าน หลายตัว จะใช้ช่วงที่อยู่เริ่มต้นโดยอัตโนมัติ ตั้งแต่ 192.168.0.0ถึง192.168.0.255 ( 192.168.0.0 / 24 )

ใน IPv6 ขนาดของแอดเดรสเพิ่มขึ้นจาก 32 บิตใน IPv4 เป็น 128 บิต ทำให้สามารถรองรับได้สูงสุด 2,128 ⁽โดยประมาณ)3.403 × 10³⁸ ⁾ที่อยู่ ซึ่งถือว่าเพียงพอสำหรับอนาคตอันใกล้

จุดประสงค์ของการออกแบบใหม่นี้ไม่ใช่แค่การจัดหาจำนวนที่อยู่ให้เพียงพอเท่านั้น แต่ยังเป็นการออกแบบระบบการกำหนดเส้นทางในอินเทอร์เน็ตใหม่ โดยอนุญาตให้มีการรวมกลุ่มคำนำหน้าการกำหนดเส้นทางของเครือข่ายย่อยได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ส่งผลให้ตารางการกำหนดเส้นทางในเราเตอร์เติบโตช้าลง การจัดสรรแต่ละส่วนที่เล็กที่สุดที่เป็นไปได้คือเครือข่ายย่อยสำหรับ โฮสต์ ^{2⁶⁴ เครื่อง}ซึ่งมีขนาดเป็นกำลังสองของขนาดของอินเทอร์เน็ต IPv4 ทั้งหมด ในระดับนี้ อัตราการใช้งานที่อยู่จริงจะต่ำในส่วนเครือข่าย IPv6 ใดๆ การออกแบบใหม่นี้ยังเปิดโอกาสให้แยกโครงสร้างพื้นฐานการกำหนดที่อยู่ของส่วนเครือข่าย กล่าวคือ การบริหารจัดการพื้นที่ว่างในส่วนเครือข่ายนั้นๆ ออกจากคำนำหน้าการกำหนดเส้นทางที่ใช้ในการกำหนดเส้นทางการรับส่งข้อมูลไปยังและจากเครือข่ายภายนอก IPv6 มีคุณสมบัติที่เปลี่ยนคำนำหน้าการกำหนดเส้นทางของเครือข่ายทั้งหมดโดยอัตโนมัติ หากการเชื่อมต่อทั่วโลกหรือนโยบายการกำหนดเส้นทางเปลี่ยนแปลงไป โดยไม่ต้องออกแบบใหม่ภายในหรือกำหนดหมายเลขใหม่ด้วยตนเอง

จำนวนที่อยู่ IPv6 ที่มีอยู่มากมายทำให้สามารถจัดสรรบล็อกขนาดใหญ่สำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะ และหากเหมาะสม ก็สามารถรวมบล็อกเหล่านั้นเข้าด้วยกันเพื่อการกำหนดเส้นทางที่มีประสิทธิภาพ ด้วยพื้นที่ที่อยู่ขนาดใหญ่ จึงไม่จำเป็นต้องใช้วิธีการอนุรักษ์ที่อยู่ที่ซับซ้อนเหมือนที่ใช้ใน CIDR

ระบบปฏิบัติการเดสก์ท็อปและเซิร์ฟเวอร์ระดับองค์กรสมัยใหม่ทั้งหมดรองรับIPv6 โดยตรง แต่ยังไม่ได้นำไปใช้งานอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อื่นๆ เช่น เราเตอร์เครือข่ายบ้านอุปกรณ์เสียงผ่านอินเทอร์เน็ต (VoIP) และอุปกรณ์มัลติมีเดีย รวมถึง ฮาร์ดแวร์เครือข่ายบางประเภท

เช่นเดียวกับที่ IPv4 สงวนที่อยู่สำหรับเครือข่ายส่วนตัว บล็อกของที่อยู่จะถูกจัดสรรไว้ใน IPv6 ใน IPv6 สิ่งเหล่านี้เรียกว่าที่อยู่ท้องถิ่นที่ไม่ซ้ำกัน (ULA) คำนำหน้าการกำหนดเส้นทางfc00:: / 7ถูกสงวนไว้สำหรับบล็อกนี้^{[ 16 ]}ซึ่งแบ่งออกเป็นสอง บล็อก / 8 ที่มีนโยบายโดยนัยที่แตกต่างกัน ที่อยู่ประกอบด้วย หมายเลขสุ่มเทียม 40 บิตที่ลดความเสี่ยงของการชนกันของที่อยู่หากไซต์รวมกันหรือแพ็กเก็ตถูกกำหนดเส้นทางผิด

แนวปฏิบัติในยุคแรกใช้บล็อกที่แตกต่างกันสำหรับวัตถุประสงค์นี้ ( fec0: :) ซึ่งเรียกว่าที่อยู่ไซต์เฉพาะที่^{[ 17 ]}อย่างไรก็ตาม คำจำกัดความของสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นไซต์ยังคงไม่ชัดเจน และนโยบายการกำหนดที่อยู่ที่ไม่ชัดเจนทำให้เกิดความคลุมเครือในการกำหนดเส้นทาง ประเภทที่อยู่นี้ถูกยกเลิกและไม่ควรใช้ในระบบใหม่^{[ 18 ]}

ที่อยู่ IP ที่ขึ้นต้นด้วยfe80::ซึ่งเรียกว่า ที่อยู่ ลิงก์โลคัล (link-local addresses ) จะถูกกำหนดให้กับอินเทอร์เฟซสำหรับการสื่อสารบนลิงก์ที่เชื่อมต่อ ที่อยู่เหล่านี้จะถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติโดยระบบปฏิบัติการสำหรับแต่ละอินเทอร์เฟซเครือข่าย ซึ่งช่วยให้การสื่อสารระหว่างโฮสต์ IPv6 ทั้งหมดบนลิงก์เป็นไปอย่างรวดเร็วและอัตโนมัติ คุณสมบัตินี้ถูกใช้ในเลเยอร์ล่างของการจัดการเครือข่าย IPv6 เช่น สำหรับโปรโตคอลการค้นหาเพื่อนบ้าน (Neighbor Discovery Protocol )

คำนำหน้าแอดเดรสแบบส่วนตัวและแบบลิงก์โลคอลอาจไม่สามารถส่งต่อไปยังอินเทอร์เน็ตสาธารณะได้

ที่อยู่ IP จะถูกกำหนดให้กับโฮสต์ได้สองวิธี คือ แบบไดนามิกเมื่อโฮสต์เข้าร่วมเครือข่าย หรือแบบถาวรโดยการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์ของโฮสต์ การกำหนดค่าแบบถาวรเรียกว่าการใช้ที่อยู่ IP แบบคงที่ ในทางตรงกันข้าม เมื่อที่อยู่ IP ของคอมพิวเตอร์ถูกกำหนดใหม่ทุกครั้งที่รีสตาร์ท จะเรียกว่าการใช้ที่อยู่ IP แบบไดนามิก

ที่อยู่ IP แบบไดนามิกจะถูกกำหนดโดยเครือข่ายโปรโตคอลการกำหนดค่าโฮสต์แบบไดนามิก (DHCP) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับการกำหนดที่อยู่^{[ 19 ]}วิธีนี้ช่วยหลีกเลี่ยงภาระการบริหารจัดการในการกำหนดที่อยู่คงที่เฉพาะให้กับอุปกรณ์แต่ละเครื่องบนเครือข่าย นอกจากนี้ยังช่วยให้อุปกรณ์ต่างๆ สามารถใช้พื้นที่ที่อยู่ที่มีจำกัดบนเครือข่ายร่วมกันได้ หากมีอุปกรณ์เพียงบางส่วนออนไลน์ในเวลาใดเวลาหนึ่ง โดยทั่วไป การกำหนดค่า IP แบบไดนามิกจะเปิดใช้งานโดยค่าเริ่มต้นในระบบปฏิบัติการเดสก์ท็อปสมัยใหม่

ที่อยู่ IP ที่ได้รับจาก DHCP นั้นเชื่อมโยงกับสัญญาเช่าและโดยปกติจะมีระยะเวลาหมดอายุ หากโฮสต์ไม่ต่ออายุสัญญาเช่าก่อนหมดอายุ ที่อยู่ดังกล่าวอาจถูกกำหนดให้กับอุปกรณ์อื่น การใช้งาน DHCP บางอย่างพยายามกำหนดที่อยู่ IP เดิมให้กับโฮสต์โดยอิงจากที่อยู่MACทุกครั้งที่โฮสต์เข้าร่วมเครือข่าย ผู้ดูแลระบบเครือข่ายอาจกำหนดค่าเซิร์ฟเวอร์ DHCP เพื่อจัดสรรที่อยู่ IP เฉพาะให้กับที่อยู่ MAC เฉพาะได้

DHCP ไม่ใช่เทคโนโลยีเดียวที่ใช้ในการกำหนดที่อยู่ IP แบบไดนามิกBootstrap Protocolเป็นโปรโตคอลที่คล้ายคลึงกันและเป็นรุ่นก่อนหน้าของ DHCP การเชื่อมต่อผ่านโมเด็มและการเชื่อมต่อบรอดแบนด์ บางประเภท ใช้คุณสมบัติการกำหนดที่อยู่แบบไดนามิกของPoint-to-Point Protocol

โดยทั่วไปแล้ว คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับโครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย เช่น เราเตอร์และเซิร์ฟเวอร์อีเมล จะถูกกำหนดค่าด้วยการกำหนดแอดเดรสแบบคงที่

ในกรณีที่ไม่มีการกำหนดค่าที่อยู่แบบคงที่หรือแบบไดนามิก หรือการกำหนดค่าล้มเหลว ระบบปฏิบัติการอาจกำหนดที่อยู่ลิงก์โลคัลให้กับโฮสต์โดยใช้การกำหนดค่าที่อยู่แบบอัตโนมัติโดยไม่ใช้สถานะ

Stickyเป็นคำที่ไม่เป็นทางการที่ใช้อธิบายที่อยู่ IP ที่กำหนดแบบไดนามิกซึ่งแทบจะไม่เปลี่ยนแปลง^{[ 20 ]}ตัวอย่างเช่น ที่อยู่ IPv4 มักจะถูกกำหนดด้วย DHCP และบริการ DHCP สามารถใช้กฎที่เพิ่มโอกาสในการกำหนดที่อยู่เดียวกันทุกครั้งที่ไคลเอ็นต์ขอการกำหนด ใน IPv6 การมอบหมายคำนำหน้าสามารถจัดการได้ในลักษณะเดียวกัน เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในการตั้งค่าบ้านหรือสำนักงานขนาดเล็กทั่วไปเราเตอร์ ตัวเดียว เป็นอุปกรณ์เดียวที่ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต (ISP) มองเห็น และ ISP อาจพยายามให้การกำหนดค่าที่เสถียรที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นั่นคือstickyบนเครือข่ายท้องถิ่นของบ้านหรือธุรกิจ เซิร์ฟเวอร์ DHCP ในพื้นที่อาจได้รับการออกแบบเพื่อให้การกำหนดค่า IPv4 แบบ sticky และ ISP อาจให้การมอบหมายคำนำหน้า IPv6 แบบ sticky ทำให้ไคลเอ็นต์มีตัวเลือกในการใช้ที่อยู่ IPv6 แบบ sticky ไม่ควรสับสนระหว่างstickyกับstaticการตั้งค่าแบบเหนียวแน่นไม่มีการรับประกันความเสถียร ในขณะที่การตั้งค่าแบบคงที่สามารถใช้งานได้ตลอดไปและจะเปลี่ยนแปลงก็ต่อเมื่อตั้งใจเท่านั้น

บล็อกที่อยู่169.254.0.0 / 16ถูกกำหนดไว้สำหรับการใช้งานพิเศษของการกำหนดที่อยู่ลิงก์โลคอลสำหรับเครือข่าย IPv4 ^{[ 21 ]} ใน IPv6 ทุกอินเทอร์เฟซ ไม่ว่า จะใช้ที่อยู่แบบคงที่หรือแบบไดนามิก ก็จะได้รับที่อยู่ลิงก์โลคอลโดยอัตโนมัติในบล็อกfe80:: / 10 ^{[ 21 ]}ที่อยู่เหล่านี้ใช้ได้เฉพาะบนลิงก์ เช่น เซ็กเมนต์เครือข่ายท้องถิ่นหรือการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด ซึ่งโฮสต์เชื่อมต่ออยู่ ที่อยู่เหล่านี้ไม่สามารถกำหนดเส้นทางได้ และเช่นเดียวกับที่อยู่ส่วนตัว ไม่สามารถเป็นแหล่งที่มาหรือปลายทางของแพ็กเก็ตที่ส่งผ่านอินเทอร์เน็ตได้

เมื่อมีการสงวนบล็อกที่อยู่ IPv4 แบบลิงก์โลคอลไว้ ก็ไม่มีมาตรฐานสำหรับกลไกการกำหนดค่าที่อยู่โดยอัตโนมัติ เพื่อเติมเต็มช่องว่างนี้ไมโครซอฟต์จึงพัฒนาโปรโตคอลที่เรียกว่าAutomatic Private IP Addressing (APIPA) ซึ่งการใช้งานสาธารณะครั้งแรกปรากฏในWindows 98 [ ^{22 ] APIPA}ได้ถูกนำไปใช้งานบนเครื่องหลายล้านเครื่องและกลายเป็นมาตรฐานโดยพฤตินัยในอุตสาหกรรม ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2548 IETFได้กำหนดมาตรฐานอย่างเป็นทางการสำหรับ APIPA ^{[ 23 ]}

ความขัดแย้งของที่อยู่ IP เกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์สองเครื่องบนเครือข่ายทางกายภาพหรือไร้สายในพื้นที่เดียวกันอ้างว่ามีที่อยู่ IP เดียวกัน การกำหนดที่อยู่ซ้ำซ้อนโดยทั่วไปจะหยุดการทำงานของ IP ของอุปกรณ์หนึ่งหรือทั้งสองเครื่องระบบปฏิบัติการ สมัยใหม่หลายระบบ จะแจ้งเตือนผู้ดูแลระบบเกี่ยวกับความขัดแย้งของที่อยู่ IP ^{[ 24 ] [ 25 ]}เมื่อที่อยู่ IP ถูกกำหนดโดยบุคคลและระบบหลายระบบด้วยวิธีการที่แตกต่างกัน ระบบใดระบบหนึ่งอาจเป็นต้นเหตุของปัญหาได้^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]}หากอุปกรณ์เครื่องใดเครื่องหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับความขัดแย้งเป็นเกตเวย์เริ่มต้นสำหรับการเข้าถึงนอก LAN สำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดใน LAN อุปกรณ์ทั้งหมดอาจได้รับผลกระทบ

ที่อยู่ IP ถูกจำแนกออกเป็นหลายประเภทตามลักษณะการทำงาน ได้แก่ การส่งแบบยูนิแคสต์ การส่งแบบมัลติแคสต์ การส่งแบบแอนนี่แคสต์ และการส่งแบบบรอดแคสต์

แนวคิดที่พบได้บ่อยที่สุดของที่อยู่ IP คือ การกำหนดที่ อยู่แบบยูนิคาสต์ซึ่งมีอยู่ในทั้ง IPv4 และ IPv6 โดยปกติแล้วจะหมายถึงผู้ส่งหรือผู้รับเพียงรายเดียว และสามารถใช้ได้ทั้งสำหรับการส่งและรับ โดยทั่วไป ที่อยู่แบบยูนิคาสต์จะเชื่อมโยงกับอุปกรณ์หรือโฮสต์เพียงเครื่องเดียว แต่หนึ่งอุปกรณ์หรือโฮสต์อาจมีที่อยู่แบบยูนิคาสต์มากกว่าหนึ่งที่อยู่ การส่งข้อมูลเดียวกันไปยังที่อยู่แบบยูนิคาสต์หลายที่อยู่จำเป็นต้องให้ผู้ส่งส่งข้อมูลทั้งหมดซ้ำหลายครั้ง ครั้งละหนึ่งครั้งสำหรับผู้รับแต่ละราย

การออกอากาศเป็นเทคนิคการกำหนดแอดเดรสที่มีอยู่ใน IPv4 เพื่อกำหนดแอดเดรสข้อมูลไปยังปลายทางที่เป็นไปได้ทั้งหมดบนเครือข่ายในการดำเนินการส่งครั้งเดียวในรูปแบบการออกอากาศแบบ all-hostsผู้รับทั้งหมดจะจับแพ็กเก็ตเครือข่าย แอดเดรส255.255.255.255ใช้สำหรับการออกอากาศเครือข่าย นอกจากนี้ การออกอากาศแบบกำหนดทิศทางที่จำกัดกว่าจะใช้แอดเดรสโฮสต์แบบ all-ones ร่วมกับคำนำหน้าเครือข่าย ตัวอย่างเช่น แอดเดรสปลายทางที่ใช้สำหรับการออกอากาศแบบกำหนดทิศทางไปยังอุปกรณ์บนเครือข่าย192.0.2.0 / 24คือ192.0.2.255 ^{[ 31 ]}

IPv6 ไม่ใช้ระบบการกำหนดแอดเดรสแบบบรอดแคสต์ แต่ใช้ระบบการกำหนดแอดเดรสแบบมัลติแคสต์ไปยังแอดเดรสแบบมัลติแคสต์สำหรับทุกโหนดที่กำหนดไว้เป็นพิเศษแทน

ที่อยู่มัลติแคสต์จะเชื่อมโยงกับกลุ่มผู้รับที่สนใจ ใน IPv4 ที่อยู่224.0.0.0ถึง239.255.255.255 ( ที่อยู่ คลาส D เดิม ) ถูกกำหนดให้เป็นที่อยู่มัลติแคสต์^{[ 32 ]} IPv6 ใช้บล็อกที่อยู่ที่มีคำนำหน้าff00:: / 8สำหรับมัลติแคสต์ ไม่ว่าในกรณีใด ผู้ส่งจะส่งดาตาแกรม เดียว จากที่อยู่ยูนิแคสต์ไปยังที่อยู่กลุ่มมัลติแคสต์ และเราเตอร์ตัวกลางจะดูแลการสร้างสำเนาและส่งไปยังผู้รับที่สนใจทั้งหมด (ผู้ที่เข้าร่วมกลุ่มมัลติแคสต์ที่เกี่ยวข้อง)

เช่นเดียวกับการออกอากาศและการส่งแบบหลายผู้รับ การส่งแบบ Anycastเป็นโทโพโลยีการกำหนดเส้นทางแบบหนึ่งต่อหลาย อย่างไรก็ตาม สตรีมข้อมูลไม่ได้ถูกส่งไปยังผู้รับทั้งหมด แต่ส่งไปยังผู้รับที่เราเตอร์ตัดสินใจว่าอยู่ใกล้ที่สุดในเครือข่ายเท่านั้น การกำหนดแอดเดรสแบบ Anycast เป็นคุณสมบัติในตัวของ IPv6 ^{[ 33 ] [ 34 ]}ใน IPv4 การกำหนดแอดเดรสแบบ Anycast จะถูกนำไปใช้กับBorder Gateway Protocol โดยใช้ เมตริกเส้นทางที่สั้นที่สุดในการเลือกปลายทาง วิธีการ Anycast มีประโยชน์สำหรับการปรับสมดุลโหลด ทั่วโลก และมักใช้ในระบบ DNS แบบกระจาย

โฮสต์อาจใช้ การระบุตำแหน่ง ทางภูมิศาสตร์เพื่ออนุมานตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของคู่ค้าที่สื่อสารด้วย^{[ 35 ] [ 36 ]}โดยทั่วไปจะทำโดยการดึงข้อมูลการระบุตำแหน่งทางภูมิศาสตร์เกี่ยวกับที่อยู่ IP ของโหนดอื่นจากฐานข้อมูล^{[ 37 ]}

ที่อยู่ IP สาธารณะคือที่อยู่ IP แบบ unicast ที่สามารถกำหนดเส้นทางได้ทั่วโลก ซึ่งหมายความว่าที่อยู่ดังกล่าวไม่ใช่ที่อยู่ซึ่งสงวนไว้สำหรับใช้ในเครือข่ายส่วนตัวเช่น ที่อยู่ที่สงวนไว้โดยRFC  1918หรือรูปแบบที่อยู่ IPv6 ต่างๆ ของขอบเขตท้องถิ่นหรือขอบเขตไซต์ท้องถิ่น เช่น สำหรับการกำหนดที่อยู่ลิงก์โลคอล ที่อยู่ IP สาธารณะอาจใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างโฮสต์บนอินเทอร์เน็ตทั่วโลก ในสถานการณ์ภายในบ้าน ที่อยู่ IP สาธารณะคือที่อยู่ IP ที่ ISP กำหนดให้กับเครือข่ายภายในบ้าน ในกรณีนี้ ที่อยู่ดังกล่าวสามารถมองเห็นได้ในพื้นที่โดยการเข้าสู่ระบบการกำหนดค่าเราเตอร์^{[ 38 ]}

ที่อยู่ IP สาธารณะส่วนใหญ่เปลี่ยนแปลงค่อนข้างบ่อย ที่อยู่ IP ประเภทใดก็ตามที่เปลี่ยนแปลงเรียกว่าที่อยู่ IP แบบไดนามิก ในเครือข่ายภายในบ้าน ISP มักจะกำหนด IP แบบไดนามิก หาก ISP กำหนดที่อยู่ที่ไม่เปลี่ยนแปลงให้กับเครือข่ายภายในบ้าน ก็มีโอกาสมากขึ้นที่จะถูกนำไปใช้ในทางที่ผิดโดยลูกค้าที่โฮสต์เว็บไซต์จากที่บ้าน หรือโดยแฮกเกอร์ที่สามารถลองใช้ที่อยู่ IP เดียวกันซ้ำแล้วซ้ำเล่าจนกว่าจะเจาะเครือข่ายได้^{[ 38 ]}

อุปกรณ์ไคลเอ็นต์หลายเครื่องอาจปรากฏว่ามีที่อยู่ IP ร่วมกัน ไม่ว่าจะเป็นเพราะเป็นส่วนหนึ่งของ สภาพแวดล้อม บริการเว็บโฮสติ้งแบบใช้ร่วมกัน หรือเพราะอุปกรณ์ แปลงที่อยู่เครือข่าย IPv4 (NAT) หรือพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในนามของไคลเอ็นต์ ซึ่งในกรณีนี้ ที่อยู่ IP ต้นทางที่แท้จริงจะถูกซ่อนจากเซิร์ฟเวอร์ที่รับคำขอ แนวปฏิบัติทั่วไปคือการให้อุปกรณ์ NAT ซ่อนอุปกรณ์หลายเครื่องในเครือข่ายส่วนตัว เฉพาะอินเทอร์เฟซสาธารณะของอุปกรณ์ NAT เท่านั้นที่จำเป็นต้องมีที่อยู่ที่สามารถกำหนดเส้นทางไปยังอินเทอร์เน็ตได้^{[ 39 ]}

อุปกรณ์ NAT ทำหน้าที่แมปที่อยู่ IP ที่แตกต่างกันในเครือข่ายส่วนตัวไปยังหมายเลขพอร์ต TCP หรือ UDP ที่แตกต่างกัน ในเครือข่ายสาธารณะ ในเครือข่ายบ้านพักอาศัย ฟังก์ชัน NAT มักจะถูกนำไปใช้ในเกตเวย์บ้านพักอาศัยในสถานการณ์นี้ คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเราเตอร์จะมีที่อยู่ IP ส่วนตัว และเราเตอร์จะมีที่อยู่สาธารณะบนอินเทอร์เฟซภายนอกเพื่อสื่อสารกับอินเทอร์เน็ต คอมพิวเตอร์ภายในจะปรากฏว่าใช้ที่อยู่ IP สาธารณะเดียวกัน

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2567 ศาลฎีกาของแคนาดาตัดสินว่าที่อยู่ IP เป็นข้อมูลส่วนตัวที่ได้รับการคุ้มครองภายใต้กฎบัตรสิทธิและเสรีภาพของแคนาดาโดยการค้นหาของตำรวจต้องมีหมายศาลจึงจะได้รับที่อยู่ IP ^{[ 40 ]}ที่อยู่ IP ถือเป็นข้อมูลส่วนบุคคลโดยคณะกรรมาธิการยุโรปและได้รับการคุ้มครองโดยระเบียบการคุ้มครองข้อมูลทั่วไป^{[ 41 ]}ในสหรัฐอเมริกาพระราชบัญญัติคุ้มครองความเป็นส่วนตัวของผู้บริโภคแห่งแคลิฟอร์เนียคุ้มครองเฉพาะที่อยู่ IP ที่เชื่อมโยงกับผู้บริโภคหรือครัวเรือนใดครัวเรือนหนึ่งเท่านั้น มิฉะนั้นจะไม่ถือเป็นข้อมูลส่วนตัวและไม่ได้รับการคุ้มครองภายใต้กฎหมายอเมริกัน^{[ 42 ]}

ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์มีเครื่องมือวินิจฉัยต่างๆ เพื่อตรวจสอบอินเทอร์เฟซเครือข่ายและการกำหนดค่าที่อยู่Microsoft Windowsมีเครื่องมืออินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่งipconfig ^{[ 43 ]}และnetshและผู้ใช้ ระบบ ที่คล้าย Unixสามารถใช้ ยูทิลิตี้ ifconfig , netstat , route , lanstat, fstatและiproute2เพื่อดำเนินการดังกล่าว^{[ 44 ]}