IPv4使用32位地址，因此最多可能有4,294,967,296(=232)个地址。一般的书写法为4个用小数点分开的十进制数。也有人把4个字节的数字化成一个巨型整数，但这种标示法并不常见。另一方面，目前还并非很流行的IPv6使用的128位地址所采用的位址记数法，在IPv4也有人用，但使用范围更少。
过去IANA把 IP地址分为A,B,C,D 4类，把32位的地址分为两个部分：前面的部分代表网络地址，由IANA分配，后面部分代表局域网地址。如在C类网络中，前24位为网络地址，后8位为局域网地址，可提供254个设备地址（因为有两个地址不能为网络设备使用：255为广播地址，0代表此网络本身）。网络掩码(Netmask) 限制了网络的范围，1代表网络部分，0代表设备地址部分，例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。
Ipv4并不区分作为网络终端的主机(host)和网络中的中间设备如路由器中间的差别。每台电脑可以即做主机又做路由器。路由器用来联结不同的网络。所有用路由器联系起来的这些网络的总和就是互联网。IPv4技术即适用于局域网(LAN)也适用于广域网。一个IP包从发送方出发，到接送方收到，往往要穿过通过路由器连接的许许多多不同的网络。每个路由器都拥有如何传递IP包的知识，这些知识记录在路由表中。路由表中记录了到不同网络的路径，在这儿每个网络都被看成一个目标网络。路由表中记录由路由协议管理，可能是静态的记录比如由网络管理员写入的，也有可能是由路由协议动态的获取的。有的路由协议可以直接在IP协议上运行。常用的路由协议有
路由信息协议(RoutingInformationProtocol,RIP),
开放式最短路径优先协议，OpenShortestPathFast,OSPF)，
中介系统对中介系统协议 (IntermediateSystem–IntermediateSystem,IS-IS),
边界网关协议(BorderGatewayProtocol,BGP).在网络负荷很重或者出错的情况下，路由器可以将收到的IP包丢弃。在网络负荷重的时候，同样一个IP包有可能由路由器决定走了不同的路径。路由器对每一个IP包都是单独选择路由的。这也提高了IP通信的可靠性。但单是IP层上的包传输，并不能保证完全可靠。IP包可能会丢失;可能会有重复的IP包被接受方收到;IP包可能会走不同的路径，不能保证先发的先到;接受方收到的可能是被分割了的IP包。在IP之上再运行TCP协议则解决这些缺点提供了一个可靠的数据通路。
IPv4首部一般是20字节长。在以太网帧中，IPv4包首部紧跟着以太网帧首部，同时以太网帧首部中的协议类型值设置为080016。IPv4提供不同，大部分是很少用的选项，使得IPv4包首部最长可扩展到60字节(总是4个字节4个字节的扩展)。
IP包头字段说明：版本：4位，指定IP协议的版本号。包头长度(IHL)：4位，IP协议包头的长度，指明IPv4协议包头长度的字节数包含多少个32位。由于IPv4的包头可能包含可变数量的可选项，所以这个字段可以用来确定IPv4数据报中数据部分的偏移位置。IPv4包头的最小长度是20个字节，因此IHL这个字段的最小值用十进制表示就是5(5x4=20字节)。就是说，它表示的是包头的总字节数是4字节的倍数。服务类型：定义IP协议包的处理方法，它包含如下子字段::过程字段：3位，设置了数据包的重要性，取值越大数据越重要，取值范围为：0（正常）~7（网络控制）::延迟字段：1位，取值：0（正常）、1（期待低的延迟）::流量字段：1位，取值：0（正常）、1（期待高的流量）::可靠性字段：1位，取值：0（正常）、1（期待高的可靠性）::成本字段：1位，取值：0（正常）、1（期待最小成本）::未使用：1位长度：IP包的总长标识：唯一地标识主机所发送的一个数据段，通常每发送一个数据段后加一。但IP包被分割后，分割得到的IP包拥有相同的标识标志：是一个3位的控制字段，包含：::保留位：1位::不分段位：1位，取值：0（允许数据报分段）、1（数据报不能分段）::更多段位：1位，取值：0（数据包后面没有包，该包为最后的包）、1（数据包后面有更多的包）段偏移量：当数据段被分割时，它和更多段位（MF,Morefragments）进行连接，帮助目的主机将分段的包组合。TTL：表示数据包在网络上生存多久，每通过一个路由器该值减一，为0时将被路由器丢弃。协议：8位，这个字段定义了IP数据报的数据部分使用的协议类型。常用的协议及其十进制数值包括ICMP(1)、TCP(6)、UDP(17)。校验和：16位，是IPv4数据报包头的校验和。
过去和未来
IPv4从出生到如今，几乎没什么改变的生存了下来。1983年TCP/IP协议被ARPAnet采用，直至发展到后来的互联网。那时只有几百台计算机互相联网。到1989年联网计算机数量突破10万台，并且同年出现了 1.5Mbit/s的骨干网。因为IANA把大片的地址空间分配给了一些公司和研究机构，90年代初就有人担心10年内IP地址空间就会不敷用，并由此导致了IPv6 的开发。
相关链接：
http://www.hudong.com/wiki/IPv4
http://baike.soso.com/v451531.htm
