IP地址也是采用分层结构，IP地址由网络号与主机号两部分组成。其中，网络号用来标识一个逻辑网络，主机号用来标识网络中的一台主机。一台主机至少有一个IP地址，而且这个IP地址是全网唯一的，如果一台主机有两个或多个IP地址，则该主机属于两个或多个逻辑网络，一般用做路由器。在表示IP地址时，将32位二进制码划分为4个字节，每个字节转换成相应的十进制数，字节之间用“.”来分隔。IP 地址的这种表示法称为“点分十进制表示法”，比全是1和0的二进制码容易记忆。例如，IP 地址10001010 00001011 00000011 00011111记为138.11.3.31。
现在的IP协议的版本号为4，所以也称之为IPv4，为了方便网络管理员阅读和理解，使用4个十进制数中间加小数点“.”来表示。但随着因特网的膨胀，IPv4 不论从地址空间上，还是协议的可用性上都无法满足因特网的新要求。这样出现了一个新的IP协议——IPv6 ( Internet Protocol Version 6)，它使用8个十六进制数中间加“:”来表示。
IPv6是IETF设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4) 的下一代IP协议。IPv4核心技术属于美国，其最大问题是网络地址资源有限，从理论上讲，可编址1600万个网络、40 亿台主机。但采用A、B、C三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4，约30亿个，亚洲只有不到4亿个，中国只有3000多万个。由于地址不足而严重地制约了某些国家因特网的应用和发展。
IPv6 将原来的32位地址扩展成为128位地址，彻底解决了地址缺乏的问题。
