Istnieją adresy, które nie mogą być przypisane do hostów. Są również adresy specjalne, które mogą być przydzielone hostom, ale ograniczają one wtedy zakres ich działania w sieci.
Adresy sieciowe i rozgłoszeniowe
Jak już wcześniej wyjaśniono, w żadnej sieci hostom nie można przydzielić pierwszego i ostatniego adresu. Są to odpowiednio: adres sieciowy i rozgłoszeniowy.
Pętla zwrotna (ang. loopback)
Przykładem zarezerwowanego adresu IPv4 jest adres pętli zwrotnej 127.0.0.1. Adres pętli zwrotnej to specjalny adres, którego host używa aby skierować pakiet do samego siebie. Adres pętli zwrotnej tworzy skrót do komunikacji między aplikacjami i usługami używającymi stosu TCP/IP i działających na tym samym hoście. Użycie adresu pętli zwrotnej zamiast przydzielonego adresu IPv4 pozwala na ominięcie podczas tej komunikacji niższych warstw stosu TCP/IP. Ponadto wykonanie komendy ping na ten adres pozwala na przetestowanie konfiguracji TCP/IP lokalnego hosta.
Jednakże nie tylko pojedynczy adres 127.0.0.1 jest zarezerwowany i może być w ten sposób używany, ale również cały zakres adresów od 127.0.0.0 do 127.255.255.255 jest zarezerwowany. Każdy z adresów tego zakresu będzie odwoływał do lokalnego hosta (jak 127.0.0.1). Adresy z tego zakresu nigdy nie powinny pojawić się w żadnej sieci.
Adresy lokalnego łącza (ang. Link-Local Addresses)
Adresy IPv4 z zakresu od 169.254.0.0 do 169.254.255.255 są zaprojektowane jako adresy lokalnego łącza (ang. link-local adresses). Adresy te mogą być automatycznie przyporządkowane do lokalnego hosta przez system operacyjny w środowisku, w którym nie jest dostępna automatyczna konfiguracja IP. Mogą być one zastosowane np. w małych sieciach typu peer-to-peer lub przez hosta, który nie mógł uzyskać adresu od serwera DHCP.
Komunikacja z wykorzystaniem adresów lokalnego łącza IPv4 jest odpowiednia tylko w przypadku, gdy pozostałe urządzenia znajdują się w tej samej sieci, jak pokazano to na schemacie. Host nie może wysłać pakietu z adresem docelowym w postaci adresu lokalnego łącza do żadnego routera i powinien w pakiecie ustawić wartość TTL na 1.
Oznacza to, że adresy lokalnych łączy nie pozwalają na korzystanie z usług poza siecią lokalną. Jednakże wiele aplikacji typu klient/serwer oraz typu peer-to-peer działa prawidłowo z adresami lokalnymi IPv4.
Adresy TEST-NET
Blok adresów z zakresu od 192.0.2.0 do 192.0.2.255 (192.0.2.0/24) jest wyodrębniony dla celów nauczania. Adresy te mogą być używane w dokumentacji oraz przykładach sieciowych. W przeciwieństwie do adresów eksperymentalnych, urządzenia sieciowe akceptują te adresy w swojej konfiguracji. Adresy te możesz często znaleźć jako powiązane z nazwami domen example.com lub example.net w dokumentach RFC, opisach producentów oraz dokumentacji protokołów. Adresy z tego bloku nie powinny pojawiać się w Internecie.
Adresy eksperymentalne
Adresy z zakresu od 240.0.0.0 do 255.255.255.255 są zarezerwowane dla przyszłego zastosowania (mówi o tym RFC 3330). Obecnie adresy te mogą być użyte w celach badawczych lub eksperymentalnych, ale nie mogą być używane w produkcyjnych sieciach IPv4. Chociaż, zgodnie z RFC 3330, w przyszłości mogą być zamienione na adresy używalne.