Estou aprendendo redes e sub-redes, então posso estar perdendo alguma coisa, mas pelo que entendi: por que não ter um endereço IP apenas para redes com todos os 32 bits sendo o ID da rede e um segundo endereço IP para redes locais usar e eles podem usar qualquer protocolo personalizado que desejarem para sua rede com sub-redes ou hosts praticamente ilimitados (2^32) ou a soma de cada um, ou qualquer coisa personalizada que inventem com seu protocolo. E também deve resolver a falta de endereços IP.
A resposta é que fizemos algo parecido com o que você propõe, mas fomos ainda maiores.
Sua proposta aumenta efetivamente o espaço de endereçamento de 32 bits para 64 bits.
Decidimos ir até 128 bits. Chamamos nossa solução de "IPv6".
(Editado para remover minha afirmação anterior de que o IPv6 não tem um limite inflexível no meio, porque, na verdade, o fato de os 64 bits inferiores serem sempre a parte do host do endereço é bastante inflexível.)