En general ... las "IP's" las gestiona un organismo internacional, el es el encargado de venderlas por rangos a paises y de ahí a los ISP's .. a su vez estos (supongo esto no lo puedo confirmar) otorgaran por "regiones" sus IP's que administren ...
Bueno .. como te podrás imaginar todo esto se trata de una "Base de datos" (por decirlo así) a la cual uno consulta desde PHP o cualquier lenguaje para obtener dicha información.
La BBDD de "IP's" mas accesible (gratuita) es la de "IP por Pais" (IP-to-Country)
Un ejemplo implementado en PHP:
http://www.phpclasses.org/browse/package/1477.html
(incluye al parecer la BBDD de IP's->Pais en formato CSV)
Si usas google por el término: ip2country .. veras muchas empresas que venden estas BBDD de IP's (y todas suelen disponer de ejemplo para accederlo por PHP). Por ejemplo:
http://www.analysespider.com/ip2country/
Un saludo,