CN109698868B - Ip地址分配方法及装置、计算机程序及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种IP地址分配方法及装置，属于通信技术领域。所述方法应用于通信网络中的地址服务器，所述方法包括：生成地址总长度可变的IP地址，所述IP地址唯一标识所述通信网络中的网络设备；为所述网络设备分配所述IP地址。本申请解决了目前的IP地址使用灵活性较低的问题。本申请用于IP地址的使用。

Description

IP地址分配方法及装置、计算机程序及存储介质

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种IP地址分配方法及装置、计算机程序及存储介质。

背景技术

互联网协议地址(Internet Protocol Address)也称为网际协议地址，简称IP地址。IP地址是互联网协议提供的一种统一的地址格式，可以由地址服务器分配给互联网中支持互联网协议的每一台网络设备。

目前，比较常见的互联网协议为第四版互联网协议(Internet Protocol version4；IPv4)和第六版互联网协议(Internet Protocol version 6；IPv6)。其中，IPv4为标准化的互联网的核心部分，也是使用最广泛的互联网协议版本。IPv4采用32位地址，也即是地址空间中存在2³²个地址。IPv4地址可被写作任何表示一个32位整数值的形式，为了便于用户的阅读和分析，IPv4地址通常被写作点分十进制的形式，也即是四个字节被分开用十进制表示，相邻的字节之间用点分隔，例如IPv4地址可以表示为：192.0.2.235。IPv4地址中包括一些为特殊用途所保留的地址，例如专用网络地址(约1800万个地址)和多播地址(约2.7亿个地址)。IPv6采用128位地址，也即是地址空间中存在2¹²⁸个地址，在IPv6地址中，16位地址为一组，IPv6地址可以分为8组地址，每组地址之间以冒号隔开，每组地址均以4位十六进制的形式表示，例如IPv6地址可以表示为：2001：0db8：85a3：08d3：1319：8a2e：0370：7344。

随着互联网中的网络设备的规模的不断扩大，IPv4地址被不断的分配给网络设备，出现了地址枯竭的问题；而采用IPv6地址时，由于始终采用128位地址，网络开销较大。因此，目前的IP地址使用灵活性较低。

发明内容

本申请实施例提供了一种IP地址分配方法及装置、计算机程序及存储介质，可以解决目前的IP地址使用灵活性较低的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种IP地址分配方法，该方法应用于通信网络中的地址服务器，所述方法包括：

生成地址总长度可变的IP地址，所述IP地址唯一标识所述通信网络中的网络设备；为所述网络设备分配所述IP地址。

由于IP地址的地址总长度可变，地址服务器可以根据网络架构和网络容量，灵活生成地址总长度可变的IP地址，既能解决IPv4地址枯竭的问题，又能避免始终采用IPv6地址导致网络开销大的问题，提高了IP地址的使用灵活性。

在本申请的一个可选实施例中，所述IP地址包括至少两级地址，所述至少两级地址中的任一级地址的地址长度可变。

在本申请的另一个可选实施例中，所述IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址，其中，所述基本地址的地址长度固定，所述至少一级扩展地址中的任一级扩展地址的地址长度可变。

可选的，所述基本地址可以为IPv4地址。以IPv4地址为基本地址，即在IPv4地址的基础上增加扩展地址以进行IP地址的扩展，可以做到与现有的IPv4地址较好地兼容，提高了本申请实施例提供的IP地址的部署的便利性和可实现性。其中，每级扩展地址的长度可以与IPv4地址的长度相同，也即是，本申请实施例提供的IP地址在形式上可以为多个IPv4地址的嵌套。

目前的通信网络可以有分级网络和非分级网络(也即是整级网络)。本申请实施例提供的IP地址可以应用于分级网络中的网络设备，也可以应用于非分级网络中的网络设备。

可选的，当通信网络为分级网络，该分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，所述N为大于或等于1的整数。

一方面，当IP地址包括至少两级地址，该至少两级地址中的任一级地址的地址长度可变时，为该至少两级网络中第n级网络中的网络设备分配的IP地址的级数等于n，且分配的IP地址包括的第一级地址至第n级地址依次与骨干网络、第一级边缘网络至第n-1级边缘网络一一对应，1≤n≤N+1。

另一方面，当IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址，其中，基本地址的地址长度固定，至少一级扩展地址中的任一级扩展地址的地址长度可变时，骨干网络中的网络设备的IP地址包括基本地址，第一级边缘网络至第N级边缘网络中的网络设备的IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址。

实际应用中，分级网络所包括的至少两级网络中每级网络可以包括至少一个子网络，该至少两级网络中第m级网络中的每个子网络的网关为第m-1级网络中的一个网络设备，2≤m≤N+1。

本申请实施例中的IP地址，在应用于分级网络中时，其与分级网络存在对应关系。例如，IP地址的各级地址与分级网络的各级网络存在对应关系，假设第一子网络为分级网络的第m级网络中的任一子网络，则第一子网络中所有网络设备的前m-1级地址与第一子网络的网关的IP地址相同。

在本申请实施例中，网络设备的IP地址可以包括网络设备的MAC地址的全部或部分。当通信网络中的所有网络设备的IP地址包括网络设备的MAC地址的全部或部分时，数据包传输至数据链路层时无需再封装网络设备的MAC地址，网络设备可以用IP地址替换原有的MAC帧的地址字段，并根据MAC地址进行操作，例如交换机可以用本申请实施例提供的IP地址作为交换地址。需要说明的是，当IP地址包括网络设备的MAC地址时，MAC地址在该IP地址中的位置信息可以在数据包中携带，也可以在通信网络中事先约定，例如，假设IP地址中的第二级地址为网络设备的MAC地址，当数据包传输至数据链路层时，交换机可以获取IP地址中的第二级地址，并将该第二级地址作为交换地址，进行数据交换。

进一步的，当通信网络中的所有网络设备的IP地址包括网络设备的MAC地址的全部或部分，数据包中携带有MAC地址在IP地址中的位置信息或在通信网络中事先约定MAC地址在IP地址中的位置信息时，通信网络至少可以包括网络层和物理层，网络层可以用于数据包聚合；物理层可以用于CRC校验和ACK，也即是，通信网络中可以取消数据链路层，原数据链路层中high MAC的功能由网络层实现，原数据链路层中low MAC的功能由物理层实现，网络设备在通信过程中，可以在物理层将数据包封装在物理层帧体。则采用本申请实施例提供的IP地址，可以将原来为七层网络架构的通信网络调整为包括：物理层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层的六层网络架构，将原来为五层网络架构的通信网络调整为包括：物理层、网络层、传输层和应用层的四层网络架构，因此可以有效简化网络架构，减少IP地址和MAC地址的转换过程，有效提高通信网络的通信效率。其中，high MAC的功能包括数据包聚合和数据包分段等能够提升数据传输效率的功能，以及资源调度和资源分配等能够优化资源配置的功能；low MAC主要用于支撑物理层的传输，low MAC的功能包括CRC校验、ACK、重传和信道接入等。因此，在本申请实施例中将IP地址作为唯一标识，与MAC地址结合、复用或替代，可以节省网络地址分配开销，简化网络设备的通信流程。

可选的，当通信网络的网络架构发生变化时，本申请实施例提供的IP地址的地址格式也可以发生变化。

其中，当通信网络为非分级网络时，IP地址的地址级数和/或每级地址的地址长度可以随网络架构和网络容量的变化而变化；当通信网络为分级网络时，IP地址的地址级数可以随分级网络的级数变化而变化，IP地址的任一级地址的地址长度可以随分级网络中对应级的网络的网络容量变化而变化。

可选的，上述至少两级网络中每级网络包括至少一个子网络，该至少两级网络中第m级网络中的每个子网络的网关为第m-1级网络中的一个网络设备，2≤m≤N+1；其中，第一子网络中所有网络设备的前m-1级地址与第一子网络的网关的IP地址的前m-1级地址相同，第一子网络为第m级网络中的任一子网络。

分配有本申请实施例提供的IP地址的网络设备在IP地址封装过程中，可以有两种情况：

第一种情况，处于第一子网络内的源网络设备和目的网络设备之间进行同一子网络中数据传输时，源网络设备发送的IP数据包携带源网络设备的第m-1级之后的地址作为源地址，和/或携带目的网络设备的第m-1级之后的地址作为目的地址。

需要说明的是，由于第一子网络内的网络设备的前m-1级地址与第一子网络的网关的IP地址的前m-1级地址相同，因此第一子网络内的所有网络设备的前m-1级地址均相同。当目的网络设备也处于第一子网络中，源网络设备与目的网络设备进行同网(同一子网络)数据传输时，无需通过上级网络传输该IP数据包，因此源网络设备发送的IP数据包中携带的源地址和目的地址中包括第m-1级地址之后的地址，即可完成IP数据包的传输。从而可以节省数据传输过程中消耗的流量，减少网络开销，降低网络承载负担。

第二种情况，在通信网络中，第一子网络中的源网络设备在进行数据跨网传输时，所述源网络设备用于在IP数据包的帧体外封装所述源网络设备的第m-1级之后的地址；中转设备用于在所述帧体外封装所述中转设备所在级网络所对应的一级地址，所述中转设备为用于转发所述源网络设备发送的IP数据包，且与所述源网络设备处于不同级网络的网络设备。其中，第一子网络中的源网络设备在进行数据跨网传输时，一种可实现方式为：源网络设备在可以在包头中封装源网络设备的完整IP地址以及目的网络设备的完整的IP地址，该过程可以参考相关的现有技术，此处不赘述。另一种可实现方式为：源网络设备在可以在包头中封装目的网络设备的完整的IP地址，以及源网络设备的第m-1级之后的地址，在该种实现方式中，源网络设备用于在IP数据包的帧体外封装源网络设备的第m-1级之后的地址；中转设备(也称中继设备)用于在帧体外封装该中转设备所在级网络对应的一级地址所对应的一级地址，其中，该中转设备为用于转发源网络设备发送的IP数据包，且与源网络设备处于不同级网络的网络设备。

在本申请实施例中，中转设备添加相应的一级地址的方式可以有多种，本申请实施例以以下两种方式为例进行说明：

第一种方式，源网络设备用于在帧体外添加第一包头，并在第一包头内封装源网络设备的第m-1级之后的地址，得到IP数据包；中转设备用于在接收到IP数据包后，在IP数据包外添加第二包头，并在第二包头中封装中转设备所在级网络所对应的一级地址，得到新的IP数据包。

第二种方式，源网络设备用于在帧体外添加第一包头，并在第一包头内封装源网络设备的第m-1级之后的地址，得到IP数据包；中转设备用于在接收到IP数据包后，在第一包头中封装中转设备所在级网络所对应的一级地址，得到新的IP数据包。

可选的，在生成地址总长度可变的IP地址之前，该方法还包括：

接收所述网络设备发送的地址分配请求，所述地址分配请求是所述网络设备在接入所述通信网络后发送的；所述生成地址总长度可变的IP地址，包括：根据所述地址分配请求，为所述网络设备生成所述IP地址。

可选的，网络设备向地址服务器发送的地址分配请求中可以包括MAC地址。

在本申请实施例中，通信网络可以为信息中心网络ICN，所述骨干网络中的网络设备为能够获取内容的网络设备，所述第一级边缘网络至所述第N级边缘网络中的网络设备用于存储内容；在所述第一级边缘网络至所述第N级边缘网络中的某一网络设备的IP地址中，所述基本地址用于标识骨干网络设备，所述骨干网络设备为能够获取所述某一网络设备存储的内容的骨干网络中的网络设备，所述至少一级扩展地址用于标识所述某一网络设备所存储的内容。

可选的，在所述第一级边缘网络至所述第N级边缘网络中的某一网络设备的IP地址中，所述至少一级扩展地址与内容地址存在映射关系，或者，所述至少一级扩展地址为所述内容地址，所述内容地址用于标识所述某一网络设备所存储的内容。

本申请实施例提供的IP地址可以应用于ICN中，该IP地址可以与内容地址复用，若需要获取该IP地址标识的内容时，内容请求端可以在内容获取请求中携带该IP地址，无需再携带内容地址，基于该IP地址中的基本地址，内容获取请求可以路由至骨干网络设备，由该骨干网络设备基于IP地址中的扩展地址在指定设备处获取相应的内容地址，再基于该内容地址获取内容，并反馈给内容请求端。由于内容获取请求中无需携带内容地址，因此减小了网络开销。

第二方面，提供了一种IP地址分配装置，所述装置包括：

生成模块，用于生成地址总长度可变的IP地址，所述IP地址唯一标识所述通信网络中的网络设备；

分配模块，用于为所述网络设备分配所述IP地址。

可选的，所述IP地址包括至少两级地址，所述至少两级地址中的任一级地址的地址长度可变。

可选的，所述IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址，其中，所述基本地址的地址长度固定，所述至少一级扩展地址中的任一级扩展地址的地址长度可变。

可选的，所述基本地址为IPv4地址。

可选的，所述通信网络为分级网络，所述分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，所述N为大于或等于1的整数；

为所述至少两级网络中第n级网络中的网络设备分配的IP地址的级数等于n，且分配的IP地址包括的第一级地址至第n级地址依次与所述骨干网络、第一级边缘网络至第n-1级边缘网络一一对应，1≤n≤N+1。

可选的，所述通信网络为分级网络，所述分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，所述N为大于或等于1的整数；

所述骨干网络中的网络设备的IP地址包括所述基本地址，所述第一级边缘网络至第N级边缘网络中的网络设备的IP地址包括所述基本地址和所述至少一级扩展地址。

可选的，所述网络设备的IP地址包括所述网络设备的媒体访问控制MAC地址的全部或部分。

可选的，所述IP地址的级数随所述分级网络的级数的变化而变化；

和/或，

所述IP地址中任一级地址的地址长度随所述分级网络中对应级的网络的网络容量的变化而变化。

可选的，所述至少两级网络中每级网络包括至少一个子网络，所述至少两级网络中第m级网络中的每个子网络的网关为第m-1级网络中的一个网络设备，2≤m≤N+1；

其中，第一子网络中所有网络设备的前m-1级地址与所述第一子网络的网关的IP地址的前m-1级地址相同，所述第一子网络为所述第m级网络中的任一子网络。

第三方面，提供了一种内容地址生成方法，所述方法应用于信息中心网络ICN的地址生成设备，所述方法包括：

获取所述ICN中的内容的初始内容地址，所述初始内容地址唯一标识所述内容；将所述初始内容地址映射为至少一级扩展地址，或，将所述初始内容地址作为至少一级扩展地址；生成地址总长度可变的内容地址，所述地址总长度可变的内容地址包括基本地址和所述至少一级扩展地址。

本申请实施例提供的内容地址，能够较好地适配于ICN，并且，在内容获取的场景中，内容获取请求无需携带目的地址，可以减少网络开销。

可选的，基本地址可以为IPv4地址，该基本地址用于标识骨干网络设备在ICN中的位置，该骨干网络设备为能够获取内容的网络设备。该至少一级扩展地址用于标识内容。其中，所述至少一级扩展地址中每级扩展地址的地址长度可变。

可选的，所述初始内容地址包括至少一级可读地址，所述至少一级可读地址与所述至少一级扩展地址一一对应。

需要说明的是，所述ICN为分级网络，所述分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，所述N为大于或等于1的整数，所述基本地址用于标识骨干网络设备在所述ICN中的位置，所述骨干网络设备为能够获取所述内容的骨干网络中的网络设备，所述内容存储在所述第一级边缘网络至所述第N级边缘网络的至少一个网络设备中。

第四方面，提供了一种内容地址生成装置，所述装置包括：

获取所述ICN中的内容的初始内容地址，所述初始内容地址唯一标识所述内容；

基于所述初始内容地址，生成至少一级扩展地址；

生成地址总长度可变的内容地址，所述内容地址包括基本地址和所述至少一级扩展地址。

可选的，所述基本地址为IPv4地址。

可选的，所述至少一级扩展地址中每级扩展地址的地址长度可变。

可选的，所述ICN为分级网络，所述分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，所述N为大于或等于1的整数，

所述基本地址用于标识骨干网络设备在所述ICN中的位置，所述骨干网络设备为能够获取所述内容的骨干网络中的网络设备，所述内容存储在所述第一级边缘网络至所述第N级边缘网络的至少一个网络设备中。

可选的，所述初始内容地址包括至少一级可读地址，所述至少一级可读地址与所述至少一级扩展地址一一对应。

第五方面，提供了一种通信网络，所述通信网络包括地址服务器和网络设备，所述地址服务器包括第二方面任一所述的装置。

可选的，所述通信网络中的所有网络设备的IP地址包括所述网络设备的媒体访问控制MAC地址的全部或部分，所述通信网络至少包括网络层和物理层，所述网络层用于数据包聚合；所述物理层用于循环冗余校验码CRC校验和确认字符ACK。

当通信网络中的所有网络设备的IP地址包括网络设备的MAC地址的全部或部分，数据包中携带有MAC地址在IP地址中的位置信息或在通信网络中事先约定MAC地址在IP地址中的位置信息时，通信网络至少可以包括网络层和物理层，网络层可以用于数据包聚合；物理层可以用于CRC校验和ACK，也即是，通信网络中可以取消数据链路层，原数据链路层中high MAC的功能由网络层实现，原数据链路层中low MAC的功能由物理层实现，网络设备在通信过程中，可以在物理层将数据包封装在物理层帧体。则采用本申请实施例提供的IP地址，可以将原来为七层网络架构的通信网络调整为包括：物理层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层的六层网络架构，将原来为五层网络架构的通信网络调整为包括：物理层、网络层、传输层和应用层的四层网络架构，因此可以有效简化网络架构，减少IP地址和MAC地址的转换过程，有效提高通信网络的通信效率。其中，high MAC的功能包括数据包聚合和数据包分段等能够提升数据传输效率的功能，以及资源调度和资源分配等能够优化资源配置的功能；low MAC主要用于支撑物理层的传输，low MAC的功能包括CRC校验、ACK、重传和信道接入等。

可选的，所述通信网络为分级网络。

可选的，所述通信网络包括：信息中心网络ICN或蜂窝网。

可选的，所述通信网络为非分级网络。

可选的，所述通信网络为无线局域网WLAN、物联网网络或传感器网络。

第六方面，一种计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面任一所述的IP地址分配方法或实现第三方面任一所述的内容地址生成方法。

第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令被处理器执行时，实现第一方面任一所述的IP地址分配方法或实现第三方面任一所述的内容地址生成方法。

第八方面，提供了一种芯片，所述芯片包括可编程逻辑电路和/或程序指令，当所述芯片运行时用于实现第一方面任一所述的IP地址分配方法或实现第三方面任一所述的内容地址生成方法。

第九方面，提供了一种IP地址分配服务器，包括：存储器，处理器及存储在存储器上并可以在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现第一方面任一所述的IP地址分配方法。

第十方面，提供了一种地址生成设备，包括：存储器，处理器及存储在存储器上并可以在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现第三方面任一所述的内容地址生成方法。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本申请实施例提供了一种IP地址分配方法及装置、计算机程序及存储介质，在本申请实施例中，IP地址的地址总长度可变，地址服务器可以根据网络架构和网络容量，灵活生成地址总长度可变的IP地址，既能解决IPv4地址枯竭的问题，又能避免始终采用IPv6地址导致网络开销大的问题，提高了IP地址的使用灵活性；以IPv4地址为基本地址，即在IPv4地址的基础上增加扩展地址以进行IP地址的扩展，可以做到与现有的IPv4地址较好地兼容，提高了本申请实施例提供的IP地址的部署的便利性和可实现性；在本申请实施例中将IP地址作为唯一标识，与MAC地址结合、复用或替代，可以节省网络地址分配开销，简化网络设备的通信流程；本申请实施例提供的IP地址可以应用于ICN中，该IP地址可以与内容地址复用或映射，内容请求端在发送内容获取请求时无需携带内容地址，减小了网络开销。

附图说明

图1-1是本申请实施例提供的一种通信网络的结构示意图；

图1-2是本申请实施例提供的另一种通信网络的结构示意图；

图1-3是本申请实施例提供的一种分级网络的结构示意图；

图2-1是本申请实施例提供的一种IP地址分配方法的流程图；

图2-2是本申请实施例提供的一种生成总长度可变的IP地址的方法流程图；

图3-1是本申请实施例提供的一种IP数据包的传输方法示意图；

图3-2是本申请实施例提供的另一种IP数据包的传输方法示意图；

图4是本申请实施例提供的一种内容地址生成方法的流程图；

图5是本申请实施例提供的一种IP地址分配装置的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的另一种IP地址分配装置的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

为了减少网络设计的复杂性，大多数通信网络都采用分层结构。对于不同的网络，层的数量、名字、内容和功能都不尽相同。在相同的通信网络中，一台机器上的第N层与另一台机器上的第N层可利用第N层协议进行通信，协议基本上是双方关于如何进行通信所一致达成的。目前，基于不同的协议可以将一个通信网络划分为不同层，例如，基于开放式通信系统互联(Open System Interconnection；OSI)参考模型(也称七层模型)中，可以将通信网络划分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层；又例如，基于传输控制协议/因特网互联协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol；TCP/IP；又名网络通讯协议)建立的模型(也称五层模型)，可以将通信网络划分为物理层和数据链路层、网络层(又称互联层)、传输层(又称主机到主机层)和应用层，其中，数据链路层也称媒体访问控制(Medium Access Control；MAC)层，上述五层模型中，物理层和数据链路层又统称为链路层(又称网络接口层)。

网络之间互连的协议(英文：Intemet Protocol；简称：IP)，也称网际协议，是为通信网络相互连接进行通信而设计的协议。在包括IP层的通信网络中，上述网际协议即应用在该通信网络的IP层中，基于IP协议的网络设备在进行数据的传输时，需要携带IP地址，该IP地址是通信网络中的地址服务器分配给网络设备的数字标签。通信网络中的网络设备在进行通信时，通常将所需传送的数据分段打包成数据包，数据包包括包头和帧体，其中，包头中包括发送该数据包的网络设备(即源网络设备)的IP地址(即源地址)和接收该数据包的网络设备(即目的网络设备)的IP地址(即目的地址)，以使每个数据包可以准确地到达目的网络设备，并能使目的网络设备在接收到数据包后基于数据包中的源地址确定发送该数据包的源网络设备；帧体中包括源网络设备实际要发送的数据。

IP地址通常包括网络标识号码和主机标识号码两部分，因此IP地址实际可以分为两部分地址，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。这两部分通常由子网掩码来区分。

目前，常见的IP地址包括IPv4地址和IPv6地址。IPv4采用32位地址，随着互联网中的网络设备的规模的不断扩大，IPv4地址被不断的分配给网络设备，出现了地址枯竭的问题，因此通信网络中不同的网络设备在不同的时间段需要共用一个IP地址，难以实现网络实名制；IPv6采用128位地址，通信网络中采用IPv6地址时，需要始终采用128位地址，网络开销较大。因此，目前的IP地址使用灵活性较低。

为了解决相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种IP地址，该IP地址的总长度可变，在同一通信网络中，一个IP地址可唯一标识通信网络中的一个网络设备。本申请实施例提供的IP地址可以称为IPv8(InternetProtocol version 8)地址，动态IPv8(Adaptive IPv8；AIPv8)地址，混合IPv8(Hybrid IPv8；HIPv8)地址，增强IPv8(EnhancedIPv8；EIPv8)地址或新IPv8(New IPv8；NIPv8)地址等，本申请实施例对IP地址的名称不做限定。

本申请实施例提供的IP地址包括至少两级地址，该至少两级地址中任意相邻的两级地址之间采用预设的分隔符分隔。预设的分隔符可以为冒号、顿号、分号、斜杠或空格等，在此不做限定。示例的，假设分隔符为冒号，某一IP地址包括三级地址，则该IP地址可以表示为：10.10.10.10：20.20.20.20：30.30.30.30，其中，10.10.10.10为第一级地址，20.20.20.20为第二级地址，30.30.30.30为第三级地址。

可选的，IP地址包括的至少两级地址中的每级地址的地址长度可以相同，也可以不同。当每级地址的地址长度均相同时，地址服务器或通信网络中的网关可以在通信网络中广播每级地址的地址长度；当每级地址的地址长度不同时，地址服务器或通信网络中的网关需要在通信网络中广播IP地址的地址级数以及与地址级数对应的每级地址的地址长度，避免网络设备在地址解析上发生混淆。

其中，当IP地址中的每级地址的地址长度不同时，每级地址的地址长度可以为一固定数值的整数倍，例如当每级地址的地址长度可以为2的整数倍，则IP地址中，第一级地址的长度可以为32位，第二级地址的长度可以为16位，第三级地址的长度可以为8位。为了减小网络开销，避免资源浪费，在本申请实施例中，IP地址的总长度通常不超过128位。

可选的，本申请实施例提供的IP地址可以采用十进制数表示。

进一步的，IP地址的总长度可变的实现方式可以有多种，示例的，本申请实施例以以下两种可实现方式为例进行说明：

第一种可实现方式：IP地址包括的至少两级地址中的任一级地址的地址长度可变。

第二种可实现方式：IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址，其中，基本地址的地址长度固定，至少一级扩展地址中任一级扩展地址的地址长度可变。

需要说明的是，当IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址时，基本地址即为IP地址的第一级地址，第一级扩展地址即为IP地址的第二级地址。

可选的，当IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址，基本地址的长度固定时，基本地址可以为IPv4地址。

以IPv4地址为基本地址，即在IPv4地址的基础上增加扩展地址以进行IP地址的扩展，可以做到与现有的IPv4地址较好地兼容，提高了本申请实施例提供的IP地址的部署的便利性和可实现性。其中，每级扩展地址的长度可以与IPv4地址的长度相同，也即是，本申请实施例提供的IP地址在形式上可以为多个IPv4地址的嵌套。

进一步的，当通信网络的网络架构发生变化时，IP地址的地址级数可以随着网络架构的变化可变化；或者，若IP地址包括至少两级地址，则IP地址包括的至少两级地址中的每级地址(基本地址固定时为每级扩展地址)的长度可以随着网络架构的变化而变化。

目前的通信网络可以有分级网络和非分级网络(也即是整级网络)。本申请实施例提供的IP地址可以应用于分级网络中的网络设备，也可以应用于非分级网络中的网络设备。示例的，当通信网络为分级网络时，假设通信网络包括两级网络，则该通信网络中的网络设备的IP地址包括两级地址，当网络规模的大小发生变化时，需要调整通信网络的网络架构，若通信网络变更为包括三级网络，则相应的，通信网络中的网络设备的IP地址调整为包括三级地址。又例如，假设原某一级网络的网络容量为2¹⁶，该级地址的地址长度为16位，当需要将该级网络的网络容量扩充至2²⁰时，可以将IP地址中的该级地址的地址长度增加至20位。

需要说明的是，在包括数据链路层的通信网络中，通常通过MAC地址进行通信网络寻址，该MAC地址也称媒体访问控制地址、物理地址或硬件地址。传统的数据链路层可以基于预先建立有的IP地址与MAC地址的对应关系，实现数据包在IP层和数据链路层之间的传输。

由于MAC地址具有全球唯一性，本申请实施例提供的IP地址可以包括网络设备的MAC地址的全部或部分。实际应用中，IP地址的至少一级地址中可以包括MAC地址的全部或部分，也即是，网络设备的MAC地址可以作为一级地址或者多级地址。例如，可以将MAC地址作为第二级地址，或者，也可以将一部分MAC地址作为第二级地址，另一部分MAC地址作为第三级地址，本申请实施例对此不做限定。

请参见图1-1，图1-1是本申请实施例提供的一种IP地址所适配的通信网络的结构示意图，该通信网络中可以包括地址服务器101和至少一个网络设备102。

地址服务器101可以是一台服务器，或者由若干台服务器组成的服务器集群，或者是一个云计算服务中心。网络设备102可以为路由器、交换机、网桥、计算机或手机等可接入通信网络中的设备。地址服务器与网络设备之间可以通过有线网络或无线网络建立连接，当通信网络中包括多个网络设备时，该多个网络设备之间也可以通过有线网络或无线网络建立连接。

示例的，参见图1-2，假设通信网络包括地址服务器101、第一路由器102a、第二路由器102b、交换机102c和网桥102d。地址服务器101与第一路由器102a之间可以通过有线网络或无线网络建立连接，地址服务器101与网桥102d之间可以通过有线网络或无线网络建立连接，第一路由器102a可以分别与第二路由器102b、交换机102c和网桥102d通过有线网络或无线网络建立连接，交换机102c可以分别与第一路由器102a和网桥102d通过有线网络或无线网络建立连接。

基于网络架构的不同，目前的通信网络可以有分级网络和非分级网络(也即是整级网络)两种类型，本申请实施例提供的IP地址可以应用于分级网络，例如信息中心网络(Information-centric Network；ICN)或蜂窝网；该IP地址也可以应用于非分级网络，例如无线局域网(Wireless Local Area Network；WLAN)、物联网网络或传感器网络。

其中，分级网络中包括至少两级网络，该至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，N为大于或等于1的整数。例如，当通信网络为长期演进(Long Term Evolution，LTE)网络时，LTE网络包括二级网络，其按照由核心到边缘的顺序包括核心网络和接入网络，则核心网络为骨干网络，接入网络为边缘网络。

实际应用中，分级网络所包括的至少两级网络中每级网络可以包括至少一个子网络，该至少两级网络中第m级网络中的每个子网络的网关为第m-1级网络中的一个网络设备，2≤m≤N+1。示例的，图1-3为本申请实施例提供的一种包括三级网络的分级网络的结构示意图，参见图1-3，通信网络中包括骨干网络A和两级边缘网络，第一级边缘网络包括第一级子网络1和第一级子网络2，第二级边缘网络包括第二级子网络1.1、第二级子网络1.2、第二级子网络1.3、第二级子网络2.1和第二级子网络2.2，其中，骨干网络A的两个网络设备a1和a2分别为第一级子网络1和第一级子网络2的网关，第一级子网络1中的三个网络设备a3、a4和a5分别为第二级子网络1.1、第二级子网络1.2和第二级子网络1.3的网关，第一级子网络2中的两个网络设备a6和a7分别为第二级子网络2.1和第二级子网络2.2的网关。

本申请实施例中的IP地址，在应用于分级网络中时，其与分级网络存在对应关系。例如，IP地址的各级地址与分级网络的各级网络存在对应关系，假设第一子网络为分级网络的第m级网络中的任一子网络，则第一子网络中所有网络设备的前m-1级地址与第一子网络的网关的IP地址相同。

仍然参见图1-3，第一级子网络1中的网络设备的IP地址中的第一级地址与第一级子网络1的网关a1的IP地址的第一级地址相同，第一级子网络2中的网络设备的IP地址中的第一级地址与第一级子网络2的网关a2的IP地址的第一级地址相同。

需要说明的是，上述两种可实现方式中的IP地址均可以适用于本申请实施例提供的如图1-3所示的分级网络架构。

相关技术中，在稳定的通信网络中，IP地址和MAC地址是成对出现的。通信网络中的一个网络设备要与另一个网络设备进行通信时，地址服务器会为这两个网络设备分配IP地址，而MAC地址是网络设备中的网卡出厂时设定的，因此地址服务器为网络设备分配的IP地址与网络设备的MAC地址可以形成一种对应关系。在数据通信时，IP地址表示网络设备的网络层地址，网络设备在网络层根据IP地址进行操作，例如路由器在网络层根据IP地址路由；MAC地址表示网络设备的数据链路层地址，网络设备在数据链路层根据MAC地址进行操作，例如交换机在数据链路层根据MAC地址交换数据。IP和MAC地址这种映射关系基于地址解析协议(Address Resolution Protocol；ARP)协议建立。

而在本申请实施例中，当通信网络中的所有网络设备的IP地址包括网络设备的MAC地址的全部或部分时，数据包传输至数据链路层时无需再封装网络设备的MAC地址，网络设备可以用IP地址替换原有的MAC帧的地址字段，并根据替换后的MAC帧的地址字段的内容(即新的MAC地址)进行操作，例如交换机可以用本申请实施例提供的IP地址作为交换地址。需要说明的是，MAC地址的作用是在数据链路层唯一标识网络设备，而由于本申请中，地址服务器分配的IP地址具有全网唯一性，其在数据链路层也可以起到唯一标识网络设备的作用，因此可以直接复用为MAC地址。进一步的，当通信网络中的所有网络设备的IP地址均包括该网络设备的MAC地址的全部时，由于MAC地址本身具有全网唯一性，基于部分唯一决定整体唯一的特性，相应的IP地址也具有全网唯一性，则在地址服务器生成了一个包含MAC地址的全部的IP地址时，无需判断该IP地址的全网唯一性。并且，当通信网络中的所有网络设备的IP地址均包括该网络设备的MAC地址的全部时，为了兼容现有的数据链路层的MAC地址获取机制，可以在携带IP地址的数据包中携带MAC地址在该IP地址中的位置指示信息，也可以在通信网络中事先约定MAC地址在IP地址中的位置，以便于交换机在IP地址的对应位置提取出MAC地址，例如，假设IP地址中的第二级地址为网络设备的MAC地址，当数据包传输至数据链路层时，交换机可以获取IP地址中的第二级地址，并将该第二级地址作为交换地址，进行数据交换。

如前所述，目前的通信网络可以分为七层模型或五层模型，其中，七层模型从下到上依次包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，五层模型从下到上依次包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

其中，数据链路层用于物理地址寻址、数据包聚合、循环冗余校验码(CyclicRedundancy Check；CRC)校验和确认字符(Acknowledgement；ACK)等。

进一步的，当通信网络中的所有网络设备的IP地址包括网络设备的MAC地址的全部或部分，基于上述描述可知，IP地址可以实现MAC地址的功能，则通信网络至少可以包括网络层和物理层，网络层可以用于数据包聚合；物理层可以用于CRC校验和ACK，也即是，通信网络中可以取消数据链路层，原数据链路层中high MAC的功能由网络层实现，原数据链路层中low MAC的功能由物理层实现，网络设备在通信过程中，可以在物理层将数据包封装在物理层帧体。则采用本申请实施例提供的IP地址，可以将原来为七层网络架构的通信网络调整为包括：物理层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层的六层网络架构，将原来为五层网络架构的通信网络调整为包括：物理层、网络层、传输层和应用层的四层网络架构，因此可以有效简化网络架构，减少IP地址和MAC地址的转换过程，有效提高通信网络的通信效率。其中，high MAC的功能包括数据包聚合和数据包分段等能够提升数据传输效率的功能，以及资源调度和资源分配等能够优化资源配置的功能；low MAC主要用于支撑物理层的传输，low MAC的功能包括CRC校验、ACK、重传和信道接入等。

示例的，在无线保真(Wireless-Fidelity；Wi-Fi)网络中，网络层可以进行数据包聚合，物理层可以进行物理层聚合。数据帧、控制帧和管理帧可以采用IP地址作为唯一标识。其中，控制帧主要用于协助数据帧的传递，可用于管理无线媒介的访问以及提高数据链路层的可靠性，数据帧的帧主体有固定字段(长度固定的字段)和信息元素(长度不定的数据块)；管理帧是对网络的运营状态进行的必要管理开销，管理帧也包括对站点的接入过程的管理。其中，接入过程的管理可以分为3步，首先移动式工作站找出可供访问的兼容无线网络，其次网络系统对移动式工作站进行验证，最后移动式工作站与无线访问接入点(Wireless Access Point；AP)之间建立关联。因此，在本申请实施例中将IP地址作为唯一标识，与MAC地址结合、复用或替代，可以节省网络地址分配开销，简化网络设备的通信流程。

为了保证本申请实施例提供的IP地址的有效使用，该IP地址的使用过程需要涉及IP地址的分配场景，IP地址的更新场景和IP地址的封装场景等等场景中的至少一种，本申请实施例以以下几种场景为例进行说明：

在IP地址的分配场景中，当一个网络设备加入到通信网络中时，需要获取IP地址来在该通信网络中标识自身，本申请实施例提供了一种IP地址分配方法，该方法可以应用于如图1-1所示的通信网络中的地址服务器，如图2-1所示，该方法可以包括：

在步骤201中，地址服务器接收网络设备发送的地址分配请求。

网络设备在接入通信网络后，可以向地址服务器发送的地址分配请求，该地址分配请求中可以包括用于标识该网络设备的序列，使得地址服务器在接收到地址分配请求后，能够确定发送该地址分配请求的网络设备，以便地址服务器为该网络设备分配IP地址。

进一步的，当通信网络为分级网络时，地址服务器是设置在骨干网络中的，假设网络设备接入第n级网络，地址分配请求是按照由边缘到中心的顺序上传至骨干网络中的地址服务器的，也即是该地址分配请求是经过网络设备所在的第n级网络的子网络的网关依次传输至第n-1级网络的网关、第n-2级网络的网关...直至传输至地址服务器的，每个网关可以在该地址分配请求中封装(例如在源地址的字段进行封装)相应网关的IP地址所在级的地址，最终，地址服务器接收到的地址分配请求携带了该网络设备的IP地址的前n-1级地址，n≥1。实际传输过程可以参考后续IP地址的封装场景的过程。基于该地址分配请求，地址服务器只需给通信设备分配第n级地址和第n级地址之后的地址，其实现过程可以参考后续步骤202。

可选的，用于标识网络设备的序列可以为网络设备生成的随机序列，也可以为网络设备的MAC地址序列，本申请实施例对用于标识网络设备的序列的内容不做限定。

在步骤202中，地址服务器根据地址分配请求，为网络设备生成地址总长度可变的IP地址。

地址服务器生成的IP地址可唯一标识通信网络中的网络设备，也即是，该IP地址为通信网络中唯一的IP地址。

在非分级网络中，地址服务器保证分配的IP地址能够唯一网络设备即可。在分级网络中，由于IP地址与分级网络存在对应关系。例如，IP地址的各级地址与分级网络的各级网络存在对应关系，需要基于相应的对应关系进行IP地址分配。

在分级网络中，分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，N为大于或等于1的整数。其中，至少两级网络中的第一级网络为骨干网络，第二级网络至第n级网络为第一级边缘网络至第N级边缘网络，骨干网络是用来连接多个区域或地区的高速网络，每个骨干网中至少有一个和其他骨干网进行互联互通的连接点。不同的网络供应商都拥有自己的骨干网，用以连接其位于不同区域的网络；边缘网络包括汇聚层网络和接入层网络的一部分或全部，是接入用户的最后一段网络。

相应的，地址服务器为至少两级网络中第n级网络中的网络设备分配的IP地址的级数等于n，且分配的IP地址包括的第一级地址至第n级地址依次与骨干网络、第一级边缘网络至第n-1级边缘网络一一对应，1≤n≤N+1。

需要说明的是，地址服务器为第n级网络中的网络设备分配的IP地址中，前n-1级地址与该第n级网络的网关的前n-1级地址相同。相应的，地址服务器为网络设备生成总长度可变的IP地址的方法，如图2-2所示，可以包括：

步骤2021、获取网络设备所在的子网络的网关的IP地址的前n-1级地址。

请参考上述步骤201，该前n-1级地址可以携带在网络设备发送的地址分配请求中，地址服务器可以从地址分配请求中提取该前n-1级地址。

步骤2022、将网关的IP地址的前n-1级地址作为该网络设备的前n-1级地址。

步骤2023、为网络设备分配第n级地址。

示例的，该第n级地址可以根据预先设置的第n级地址的长度、预先设置的第n级地址的地址范围和网络设备的MAC地址中的至少一种来进行分配，使得分配后的第n级地址在网络设备所接入的第n级网络中唯一标识该网络设备。

其中，第一种方式，根据预先设置的第n级地址的长度分配第n级地址需要保证分配得到的第n级地址的长度等于该第n级地址的长度。

第二种方式，根据预先设置的第n级地址的地址范围分配第n级地址需要保证分配得到的第n级地址在该地址范围内。

第三种方式，根据网络设备的MAC地址分配第n级地址的过程可以使得分配得到的第n级地址包括该网络设备的MAC地址的部分或全部。需要说明的是，由于MAC地址具有全球唯一性，因此将网络设备的MAC地址的全部作为处于第n级网络的网络设备的IP地址的第n级地址，可以使得该网络设备的IP地址也具有全球唯一性。示例的，根据网络设备的MAC地址分配第n级地址的过程可以包括：在步骤201中，网络设备在接入通信网络后，可以向地址服务器发送包括MAC地址序列的地址分配请求，地址服务器将MAC地址序列的部分或全部作为网络设备的第n级地址。

根据网络架构和网络容量，采用上述三种方式为网络设备分配第n级地址，最后得到的网络设备的IP地址长度可变。在本申请实施例中，可以为网络设备灵活生成与所述网络架构和网络容量相适应且地址总长度可变的IP地址。

步骤2024、将第n级地址设置在该前n-1级地址之后，以组合得到网络设备的IP地址。

需要说明的是，当将网络设备的MAC地址的部分作为处于第n级网络的网络设备的IP地址的第n级地址时，地址服务器需要检测通信网络中是否存在某一网络设备的IP地址与该网络设备的IP地址相同，当通信网络中存在某一网络设备的IP地址与该网络设备的IP地址相同时，地址服务器需要调整该网络的IP地址，以使得调整后的IP地址为通信网络中的唯一IP地址。

示例的，参见图1-3，假设第二级子网络1.2的网关a4的IP地址中的前两级地址为10.10.10.10：20.20.20.20，其中，第一级地址10.10.10.10与骨干网络对应，20.20.20.20与第一级边缘网络对应。当某一网络设备接入第二级子网络1.2(也即是某一网络设备接入第三级网络)时，地址服务器为该某一网络设备分配的地址级数等于3，且分配的IP地址包括的第一级地址为10.10.10.10，第二级地址为20.20.20.20，第三级地址可以根据预先设置的第n级地址的长度、预先设置的第n级地址的地址范围和网络设备的MAC地址中的至少一种进行分配，例如第三级地址可以为30.30.30.31。地址服务器为该某一网络设备分配的3级IP地址在前三级网络中可唯一标识该某一网络设备。

实际应用中，处于第n级网络中的网络设备在通信网络中通信时，所使用的有效IP地址为网络设备的前n级地址，因此地址服务器在为处于第n级网络中的网络设备分配IP地址时，可以分配IP地址的前n级地址，若通信网络中的网络总级数大于n，则第n级网络中的网络设备在接收到地址服务器分配的IP地址后，可根据预设规则在n级地址之后增加后续级地址，由于后续级地址仅用于满足通信网络中的IP地址的长度要求和/或级数，在通信过程中没有实际作用，也可以称为无效地址，因此本申请实施例对后续级地址的实质内容不做限定，例如后续级地址的内容可以由至少一个指定字符组成，该指定字符可以为0。

示例的，假设通信网络包括三级网络，第三级网络的某一子网络中的某一网络设备的IP地址为10.10.10.10：20.20.20.20：30.30.30.30，第一种情况，当该通信网络中的所有网络设备的IP地址的长度均相同时，该某一子网络的网关(即第二级网络中的某一网络设备)的IP地址可以为10.10.10.10：20.20.20.20：00.00.00.00；第二种情况，当该通信网络的同一级网络中的网络设备的IP地址相同，不同级网络中的网络设备的IP地址的长度不同时，该某一子网络的网关的IP地址可以为10.10.10.10：20.20.20.20。由于该网关在进行通信时，所使用的有效IP地址为前两级地址，因此在上述两种IP地址中，有效地址均为10.10.10.10：20.20.20.20，第一种情况中的第三级地址00.00.00.00为无效地址。

可选的，当IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址时，骨干网络中的网络设备的IP地址可以包括基本地址，第一级边缘网络至第N级边缘网络中的网络设备的IP地址可以包括基本地址和至少一级扩展地址。也即是，骨干网络中的网络设备在进行通信时，可以采用基本地址，第n级边缘网络中的网络设备在通信时，可以采用基本地址和前n级扩展地址。该IP地址的分配过程也可以参照上述分配过程，本申请实施例对此不再赘述。

在步骤203中，地址服务器为网络设备分配IP地址。

示例的，地址服务器可以向网络设备发送地址分配信息，该地址分配信息按照由中心到边缘的顺序下发至网络设备，也即是，该地址分配信息是经过第3级网络的网关、...第n-2级网络的网关、第n-1级网络的网关传输至网络设备所在的第n级网络的子网络的网关，再由该网关发送至网络设备的，该地址分配信息可以携带该网络设备的IP地址。

需要说明的是，地址服务器生成的地址分配信息可以包括网络设备的第n级地址或第n-1级之后的地址(即第n级地址+第n级地址之后的地址)，在进行地址分配信息下发过程中，每个网关可以在该地址分配信息封装(在目的地址的字段进行封装)相应网关的IP地址所在级的地址，最终，网络设备接收到的地址分配信息携带完整IP地址。

可选的，第n级地址根据网络设备的MAC地址分配时，当地址服务器可以生成包括IP地址中除第n级地址以外的字段的地址分配信息，并将该地址分配信息发送至网络设备，网络设备在接收到地址分配信息后再将自身的MAC地址的部分或全部添加到相应的第n级地址中，以得到最终的网络设备的IP地址，当然，添加的规则可以是网络设备与地址服务器预先约定的，也可以是地址服务器直接在地址分配信息中指示的。

实际应用中，在布网的过程中，可以通过人工或者机器输入的方式在地址服务器中为各个网络设备分配IP地址，或者，通过人工或者机器输入的方式直接在网络设备中设置IP地址，无需网络设备发送地址分配请求。

综上所述，本申请实施例提供的IP地址分配方法，提供了一种地址总长度可变的IP地址，该IP地址唯一标识通信网络中的网络设备；本申请实施例根据网络架构和网络容量，灵活生成与所述网络架构和网络容量相适应且地址总长度可变的IP地址，在避免地址枯竭的同时，有效减少地址长度带来的开销，因此该IP地址的使用灵活性较高。

在IP地址的更新场景中，当通信网络的网络架构发生变化时，本申请实施例提供的IP地址的地址格式也可以发生变化。当通信网络为非分级网络时，IP地址的地址级数和/或每级地址的地址长度可以随网络架构和网络容量的变化而变化；当通信网络为分级网络时，IP地址的地址级数可以随分级网络的级数变化而变化，IP地址的任一级地址的地址长度可以随分级网络中对应级的网络的网络容量变化而变化。

本申请实施例中的IP地址可以有前述两种可实现方式，在该两种可实现方式中，IP地址的地址格式的变化方式不同，当通信网络为分层网络时，两种IP地址的地址格式的变化方式分别为：

当IP地址包括的至少两级地址中的任一级地址的地址长度可变时，IP地址的的级数可以随分级网络的级数变化而变化；和/或，IP地址中任一级地址的地址长度可以随分级网络中对应级的网络的网络容量变化而变化。

当IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址，基本地址的长度固定，至少一级扩展地址中任一级扩展地址的地址长度可变时，至少一级扩展地址的级数随分级网络的级数变化而变化；和/或，至少一级扩展地址中任一级扩展地址的地址长度可以随分级网络中对应级网络的容量变化而变化。

示例的，假设通信网络包括两级网络，则该通信网络中的网络设备的IP地址包括两级地址，若通信网络变更为三级网络，则相应的，通信网络中的网络设备的IP地址调整为包括三级地址。

又例如，假设通信网络中某一级网络的网络容量为2¹⁶，该级地址的地址长度为16位，若该级网络的网络容量扩充至2²⁰时，则可以将IP地址中的该级地址的地址长度增加至20位。

可选的，当通信网络的网络架构发生变化时，地址服务器可以接收地址格式变更指令(该地址格式变更指令可以为人工或者机器输入)，该地址格式变更指令指示IP地址的地址格式发生变更，地址服务器在接收到地址格式变更指令后，需要在通信网络中广播变更后的IP地址的地址级数以及每级地址的地址长度。一方面，地址服务器可以根据地址格式变更指令调整每个网络设备的IP地址，并将更新后的IP地址重新分配给每个网络设备；另一方面，地址服务器可以将地址格式变更指令发送至通信网络中的每个网络设备，网络设备可以基于地址格式变更指令根据预设的调整规则调整自身的IP地址，再一方面，地址服务器可以将地址格式变更指令发送至通信网络中的网关，网关可以基于地址格式变更指令根据预设的调整规则调整其管理的网络设备的IP地址。

需要说明的是，在通信网络中的某一网络设备的IP地址变化后，地址服务器需要检测通信网络中是否存在其他网络设备的IP地址与该某一网络设备变化后的IP地址相同；当通信网络中存在其他网络设备的IP地址与变化后的IP地址相同时，地址服务器调整变化后的IP地址，使得调整后的IP地址与其他网络设备的IP地址不同；并将调整后的IP地址分配给该某一网络设备，该某一网络设备将IP地址更新为调整后的IP地址。

可选的，地址格式变更指令可以指示更新IP地址的地址级数，和/或，地址格式变更指令可以指示更新IP地址中某一级地址的地址长度。

当地址格式变更指令指示更新IP地址的地址级数时，通信网络中相应的设备(如地址服务、网关或者网络设备)可以根据地址格式变更指令，将IP地址的级数调整为更新后的级数，得到更新后的目标IP地址。

示例的，假设通信网络中某一网络设备的IP地址包括两级地址，该某一网络设备的IP地址可以表示为：10.10.10.10：20.20.20.20，当地址格式变更指令指示将两级地址变更为三级地址时，可以在原IP地址后增加一级地址，增加的一级地址的内容由至少一个指定字符组成，该指定字符可以为0，则变更后的IP地址可以表示为：10.10.10.10：20.20.20.20：00.00.00.00。实际应用中，根据通信网络的网络架构调整需求，也可以在第一级地址和第二级地址之间增加一级地址，本申请实施例对此不做限定。

需要说明的是，当通信网络为分级网络时，通信网络中的网络设备中可以存储有不同网络级别对应的IP地址(该IP地址可以是地址服务器预先分配的，也可以由人工或机器预先输入)，当接收到网络级别发生变化的广播后，网络设备可以直接选取变化后的网络级别对应的IP地址。例如，某一网络设备中存储的网络级别与网络级别对应的IP地址的关系可以如表1所示。

表1

网络级数	IP地址
		2	10.10.10.10：20.20.20.20
3	10.10.10.10：20.20.20.20：30.30.30.30
		4	10.10.10.10：20.20.20.20：30.30.30.30：40.40.40.40

实际应用中，本申请实施例提供的IP地址的总长度可增加，也可减小，为了便于说明，本申请实施例以地址格式变更指示更新目标网络设备的IP地址为例进行说明，其中，目标网络设备为通信网络中的任一网络设备。

可选的，当地址格式变更指令指示在目标网络设备的IP地址后增加长度为c1的地址时，地址服务器或目标网络设备根据地址格式变更指令调整IP地址的方法可以包括：

S11、在目标网络设备的IP地址中获取长度为c1的地址作为新增地址。

S12、将新增地址添加在目标IP地址之后得到更新后的IP地址。

其中，在目标网络设备的IP地址中获取长度为c1的地址作为新增地址，可以包括：

比较c1和目标网络设备的IP地址的长度c2的大小；当c1≤c2时，在IP地址中截取长度为c1的地址作为新增地址；当c1＞c2时，复制y次目标IP地址，并在IP地址中截取长度为c1-yc2位的地址，将复制y次所得到的IP地址以及截取的地址作为新增地址，y＝[c1/c2]_floor，其中，[]_floor表示向下取整。

示例的，假设目标网络设备的原IP地址的长度为32，当地址格式变更指令指示在目标网络设备的原IP地址后增加长度为16的地址时，可以在原IP地址中截取长度为16位的地址，并将截取的IP地址添加到原IP地址之后得到更新后的IP地址；当地址格式变更指令指示在目标网络设备的原IP地址后增加长度为80位的地址时，可以复制2次原IP地址，并在原IP地址中截取长度为16位的地址，将复制2次所得到的IP地址以及截取的地址作为新增地址，将新增地址添加到原IP地址之后得到更新后的IP地址。

需要说明的是，在目标网络设备的原IP地址中截取长度为c1的地址时，可以截取原IP地址中任意位置的c1位地址，例如可以截取原IP地址后c1位地址，也可以截取原IP地址的前c1位地址，本申请实施例对此不做限定。

可选的，当地址格式变更指令指示缩减目标网络设备的IP地址为长度为d的IP地址时，地址服务器或目标网络设备根据地址格式变更指令调整IP地址的方法可以包括：

根据预设截取规则在目标网络设备的IP地址中截取长度为d的地址作为更新后的IP地址。

可选的，当地址格式变更指令指示将目标网络设备的IP地址中的某一级地址的地址格式变更为目标地址格式时，地址服务器或目标网络设备根据地址格式变更指令调整IP地址的方法可以包括：

根据地址格式变更指令，按照目标地址格式调整目标网络设备的IP地址中的某一级地址的排布方式，得到更新后的IP地址。

其中，目标地址格式可以包括目标长度，则根据地址格式变更指令，按照目标地址格式调整目标网络设备的IP地址中的某一级地址的排布方式，得到更新后的IP地址，可以包括：

比较某一级地址的长度与目标长度的大小；当某一级地址的长度大于目标长度，在某一级地址中截取目标长度的IP地址得到更新后的某一级地址；当某一级地址的长度小于目标长度，在某一级IP地址中增补预设的可填充字符，使增补可填充字符后的某一级地址的长度等于目标长度。

可选的，可填充字符可以为0，则在某一级地址中增补可填充字符，可以包括：

在某一级地址之后或某一级地址之前增补p1个0，p1＝p2-p3，p2为标长度，p3为某一级地址的长度。

示例的，假设目标网络设备的原IP地址为111：222：333，地址格式变更指令指示在第二级地址后增加两位地址，则可以在第二级地址后添加2个0，得到的更新后的目标网络设备的IP地址为111：22200：333。

需要说明的是，上述网络设备根据地址格式变更指令更新自身的IP地址时，该网络设备只变更自身所处的子网络对应的地址，涉及到上层网络对应的有效地址的更改时，网络设备根据子网络中的网关的指示进行更新相应的地址，例如，由于第一子网络中所有网络设备的前m-1级地址与第一子网络的网关的IP地址的前m-1级地址相同，若该第一子网络的网关的IP地址的前m-1级地址的任一级地址有更新，则该第一子网络中所有网络设备的IP地址的前m-1级地址相应更新；若该第一子网络的网关的IP地址的地址级数大于m-1，且除前m-1级地址之外的任一级地址有更新，由于该级地址为无效地址，则第一子网络中所有网络设备的IP地址无需更新。网络设备变更自身的IP地址后，需要通过网关在本子网络中广播变更后的IP地址，且网关需要将本子网络中的变更的IP地址上传至地址服务器。

进一步的，通信网络中的网络设备的IP地址变化后，地址服务器需要检测通信网络中是否存在IP地址相同的多个网络设备，若存在IP地址相同的多个网络设备，则地址服务器需要重新为该多个网络设备分配IP地址，防止IP地址冲突。

在IP地址的封装场景中，本申请实施例提供了一种分配有本申请实施例提供的IP地址的网络设备在网络层的通信方法，该IP地址携带在IP数据包中，IP数据包包括包头和帧体，该方法应用于分级网络，其中，假设源网络设备处于第一子网络中，第一子网络为第m级网络中的任一子网络，2≤m≤N+1。

第一种情况，处于第一子网络内的源网络设备和目的网络设备之间进行同一子网络数据传输时，源网络设备发送的IP数据包携带该源网络设备的第m-1级之后的地址作为源地址，和/或携带该目的网络设备的第m-1级之后的地址作为目的地址。

需要说明的是，由于第一子网络内的网络设备的前m-1级地址与第一子网络的网关的IP地址的前m-1级地址相同，因此第一子网络内的所有网络设备的前m-1级地址均相同。当目的网络设备也处于第一子网络中，源网络设备与目的网络设备进行同网(同一子网络)数据传输时，无需通过上级网络传输该IP数据包，因此源网络设备发送的IP数据包中携带的源地址和目的地址中包括第m-1级地址之后的地址，即可完成IP数据包的传输。从而可以节省数据传输过程中消耗的流量，减少网络开销，降低网络承载负担。

示例的，假设第一子网络为第三级网络中的一个子网络，在进行数据传输时，源网络设备的IP地址为111：222：333，目的网络设备的IP地址为111：222：334，则源网络设备向目的网络设备发送的IP数据包的包头中封装的源地址为333，目的地址为334；或者，封装的源地址为333，目的地址为111：222：334；或者，封装的源地址为111：222：333，目的地址为334。以封装的源地址为333，目的地址为334为例，在第一子网络中进行数据传输时，可根据目的地址334进行寻址，目的网络设备接收到IP数据包后，根据源地址333可以确定发送该IP数据包的源网络设备。

第二种情况，在通信网络中，第一子网络中的源网络设备在进行数据跨网传输时，一种可实现方式为：源网络设备在可以在包头中封装源网络设备的完整IP地址以及目的网络设备的完整的IP地址，该过程可以参考相关的现有技术，此处不赘述。另一种可实现方式为：源网络设备在可以在包头中封装目的网络设备的完整的IP地址，以及源网络设备的第m-1级之后的地址，在该种实现方式中，源网络设备用于在IP数据包的帧体外封装源网络设备的第m-1级之后的地址；中转设备(也称中继设备)用于在帧体外封装该中转设备所在级网络对应的一级地址所对应的一级地址，其中，该中转设备为用于转发源网络设备发送的IP数据包，且与源网络设备处于不同级网络的网络设备。

仍然假设源网络设备处于第一子网络中，第一子网络为第m级网络中的任一子网络，2≤m≤N+1，源网络设备的IP地址为第一级地址：第二级地址：...：第m级地址，则源网络设备在帧体外封装第m级地址，发送至上一级中转设备，该源网络设备的上一级中转设备为第一子网络的网关，而第一子网络的网关为第m-1级网络中的网络设备，则该第m-1级网络中的网络设备可以在帧体外封装对应的第m-1级地址，然后再发送至上一级中转设备，该第m-1级网络设备的上一级中转设备为第m-1级网络设备的网关，而第m-1级网络设备的网关为第m-2级网络中的网络设备，该第m-2级网络中的网络设备可以在帧体外封装对应的第m-2级地址，依次类推，直至IP数据包被发送至骨干网络(也即是第一级网络)，此时IP数据包的帧体外封装有源网络设备完整的IP地址，然后，该骨干网络中的网络设备再基于目的IP地址进行进一步的IP数据包转发，后续过程无需再封装IP地址，可以参考相关技术的过程，本申请实施例对此不再赘述。

示例的，假设第一子网络为第三级网络中的一个子网络，源网络设备的IP地址为111：222：333，则源网络设备在帧体外封装第三级地址333，发送至上一级中转设备，该源网络设备的上一级中转设备为第一子网络的网关，而第一子网络的网关为第二级网络中的网络设备，则该第二级网络中的网络设备可以在帧体外封装对应的第二级地址222，然后再发送至上一级中转设备，该第二级网络设备的上一级中转设备为第二级网络设备的网关，而第二级网络设备的网关为第一级网络中的网络设备，该第一级网络中的网络设备可以在帧体外封装对应的第一级地址111，则在第一级网络中，IP数据包的帧体外封装有源网络设备完整的IP地址，然后，该第一级网络中的网络设备再基于目的IP地址进行进一步的IP数据包转发。

在本申请实施例中，中转设备添加相应的一级地址的方式可以有多种，本申请实施例以以下两种方式为例进行说明：

第一种方式，源网络设备用于在帧体外添加第一包头，并在第一包头内封装源网络设备的第m-1级之后的地址，得到IP数据包；中转设备用于在接收到IP数据包后，在IP数据包外添加第二包头，并在第二包头中封装中转设备所在级网络所对应的一级地址，得到新的IP数据包。

示例的，参见图3-1，图3-1是本申请实施例提供的一种IP数据包的传输方法示意图，IP数据包包括包头和帧体，假设IP数据包从第N级网络向第一级网络(骨干网络)传输，在第N级网络中，IP数据包包括封装有第N级地址的包头，IP数据包传输至第N-1级网络时，IP数据包包括两个包头，该两个包头分别为封装有第N-1级地址的包头和封装有第N级地址的包头，依次类推，IP数据包传输至第一级网络中时，IP数据包包括N个包头，每个包头中封装有源网络设备的一级地址；

第二种方式，源网络设备用于在帧体外添加第一包头，并在第一包头内封装源网络设备的第m-1级之后的地址，得到IP数据包；中转设备用于在接收到IP数据包后，在第一包头中封装中转设备所在级网络所对应的一级地址，得到新的IP数据包。

参见图3-2，图3-2是本申请实施例提供的另一种IP数据包的传输方法示意图，IP数据包包括包头和帧体，该IP数据包包括一个包头，假设IP数据包从第N级网络向第一级网络(骨干网络)传输，在第N级网络中，包头中封装有第N级地址，IP数据包传输至第N-1级网络时，在包头中添加第N-1级地址，包头中封装有第N-1级地址至第N级地址，依次类推，IP数据包传输至第一级网络中时，包头中封装有第1级地址至第N级地址，也即是该包头内封装有源网络设备的完整的IP地址。

需要说明的是，采用如图3-1或图3-2的传输方法传输IP数据包时，IP数据包的包头中还携带有包头的地址构成方式，包括地址总长度、地址级数以及每级地址的地址长度等，避免中转设备在封装地址时出现地址的混淆，提高IP数据包的传输可靠性。

当前的互联网体系架构是基于网络设备之间的数据包交换的点到点连接的通信架构，随着实时视频、语音等多媒体通信业务量的日益激增，由于TCP/IP体系固有结构的束缚，互联网传输及处理多媒体数据的能力受到越来越大的挑战，导致处理数据的效率低下。为了解决这一问题，提出了信息中心网络(Information-Centric Network；ICN)，ICN将内容与网络设备的位置“剥离”，是一种通过对内容命名并基于内容名字进行路由的网络，ICN在进行命名和路由时不存在位置依赖，从而摆脱了移动性等问题。ICN是一种分级网络，该分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，N为大于或等于1的整数，ICN的网络结构可以参考图1-3所示的网络结构。在本申请实施例中的ICN中，骨干网络中的网络设备为能够获取内容的网络设备，第一级边缘网络至第N级边缘网络中的网络设备用于存储内容。

在传统的ICN中，地址生成设备会为内容分配内容地址，网络设备可以根据内容地址获取内容；在本申请的一个可选实施例中，本申请实施例提供的IP地址可以应用于ICN中，该IP地址可以与内容地址复用，网络设备在获取内容的过程中无需使用内容地址。

在实际实现时，在第一级边缘网络至第N级边缘网络中的某一网络设备的IP地址中，基本地址可以用于标识骨干网络设备，该骨干网络设备为能够获取该某一网络设备存储的内容的骨干网络中的网络设备，至少一级扩展地址可以用于标识该某一网络设备所存储的内容，该基本地址可以为IPv4地址。也即是，若第一级边缘网络至第N级边缘网络中的某一网络设备中存储有内容，则IP地址既能标识该某一网络设备在通信网络中的位置，还能标识该网络设备中存储的内容。例如，某一网络设备的IP地址为192.0.2.235：20.20.20.20，则该IP地址包括基本地址192.0.2.235和一级扩展地址20.20.20.20，基本地址192.0.2.235用于标识该能够获取该某一网络设备存储的内容的骨干网络中的网络设备，也即是该骨干网络设备的IP地址为192.0.2.235，一级扩展地址20.20.20.20用于标识该某一网络设备存储的内容。

本申请实施例中所谓的IP地址与内容地址复用实际上是IP地址中的扩展地址与内容地址的复用，其中，IP地址与内容地址复用的方式有多种，本申请实施例以以下几种为例进行说明：

第一种IP地址与内容地址复用的方式包括：在地址服务器为第一级边缘网络至第N级边缘网络中的某一网络设备分配IP地址后，且地址生成设备为该某一网络设备所存储的内容分配内容地址后，由指定设备(例如内容服务器、该某一网络设备或该某一网络设备的管理设备或骨干网络设备)建立该IP地址中的扩展地址与内容地址的映射关系，并存储该映射关系。因此，在第一级边缘网络至第N级边缘网络中的某一网络设备的IP地址中，至少一级扩展地址可以与内容地址存在映射关系。

其中，上述地址生成设备可以为内容服务器，其为ICN中每个内容分配内容地址，并保存该内容地址；该地址生成设备也可以为内容路由器、网关、节点或网络设备本身等，本申请实施例对此不作限定，实际应用中，该地址生成设备还可以是内容的请求端或内容的提供端，ICN中的各个设备可以预先约定内容地址生成规则，地址生成设备可以按照该内容地址生成规则为内容生成内容地址。当上述指定设备为内容服务器或该某一网络设备的管理设备或骨干网络设备时，该某一网络设备需要将自身的IP地址与自身存储的内容的内容地址上报给该指定设备，由该指定设备建立IP地址中的扩展地址与内容地址的映射关系；当上述指定设备为该某一网络设备时，该某一网络设备在接收到IP地址和获取内容地址后即可建立该映射关系。为了保证ICN中需要使用该映射关系的设备能够获取到该映射关系，该指定设备可以广播该映射关系或者该映射关系的建立规则，又或者，ICN中的各个设备可以预先约定映射关系的建立规则，无需该指定设备进行广播。

需要说明的是，采用上述第一种复用的方式，网络设备的内容地址和用于通信的IP地址中的扩展地址存在映射关系，该IP地址为内容和地址的唯一标识，既可用于标识内容，又可标识网络设备的地址，在进行网络层通信时，可以携带该IP地址，该过程可以参考上述IP地址封装场景的过程；若需要获取该IP地址标识的内容时，内容请求端可以在内容获取请求中携带该IP地址，无需再携带内容地址，基于该IP地址中的基本地址，内容获取请求可以路由至骨干网络设备，由该骨干网络设备基于IP地址中的扩展地址在上述指定设备处获取相应的内容地址，再基于该内容地址获取内容，并反馈给内容请求端。由于内容获取请求中无需携带内容地址，因此减小了网络开销。

第二种IP地址与内容地址复用的方式包括：在地址服务器为第一级边缘网络至第N级边缘网络中的某一网络设备分配IP地址后，将该IP地址中的至少一级扩展地址直接作为该某一网络设备中存储的内容的内容地址，也即是至少一级扩展地址为内容地址，该内容地址用于标识该某一网络设备所存储的内容。则在该ICN中，无需执行生成内容地址的动作，简化ICN的功能。

需要说明的是，采用上述第二种复用的方式，网络设备的内容地址和用于通信的IP地址中的扩展地址为同一地址，该IP地址为内容和地址的唯一标识，既可用于标识内容，又可标识网络设备的地址，无需单独为网络设备分配内容地址，减小网络开销的同时，提高了ICN的兼容性，便于ICN的部署。

在本申请的另一个可选实施例中，基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种内容地址生成方法，该方法的应用环境可以为ICN。该内容地址生成方法可以应用于ICN的地址生成设备，该地址生成设备可以为内容服务器，其为ICN中每个内容分配内容地址，并保存该内容地址；该地址生成设备也可以为内容路由器、网关、节点或网络设备本身等，本申请实施例对此不作限定，实际应用中，该地址生成设备还可以是内容的请求端或内容的提供端，如图4所示，该方法可以包括：

步骤401、地址生成设备获取ICN中的内容的初始内容地址，该初始内容地址唯一标识内容。

其中，内容的初始内容地址即为内容的初始命名。

可选的，ICN中的内容的初始内容地址可以采用分层命名方式或扁平命名方式命名。当初始内容地址采用分层命名方式命名时，初始内容地址可以包括至少一级可读地址，该可读地址为人可读的字符串序列。为了便于理解、记忆，加密算法时内容的名字可以不变，例如初始内容地址可以为www.nrc.nl：sport：running。该初始内容地址的生成方法可以参考传统的内容地址的生成方法，本申请实施例对此不作赘述。

步骤402、地址生成设备将初始内容地址映射为至少一级扩展地址，或，将初始内容地址映射作为至少一级扩展地址。

可选的，地址生成设备可以基于初始内容地址，生成至少一级扩展地址，该至少一级扩展地址中每级扩展地址的地址长度可变。其中，至少一级扩展地址与初始内容地址存在映射关系，或者，至少一级扩展地址为初始内容地址。地址生成设备在生成至少一级扩展地址后，可以记录上述至少一级扩展地址与初始内容地址的第一关系。以便在后续内容查找过程中使用。需要说明的是，为了保证ICN中需要使用该第一关系的设备能够获取到该第一关系，该地址生成设备可以广播该第一关系或者该第一关系的建立规则，又或者，ICN中的各个设备可以预先约定第一关系的建立规则，无需该地址生成设备进行广播。

步骤403、地址生成设备生成地址总长度可变的内容地址，该地址总长度可变的内容地址包括基本地址和至少一级扩展地址。

可选的，基本地址可以为IPv4地址，该基本地址用于标识骨干网络设备在ICN中的位置，该骨干网络设备为能够获取内容的网络设备。该至少一级扩展地址用于标识内容。

例如，该网络设备的内容地址为192.0.2.235：20.20.20.20，则该内容地址包括基本地址192.0.2.235和一级扩展地址20.20.20.20，基本地址192.0.2.235用于标识该能够获取该某一网络设备存储的内容的骨干网络中的网络设备，也即是骨干网络设备的IP地址为192.0.2.235，一级扩展地址20.20.20.20用于标识该某一网络设备存储的内容。

可选的，当采用分层命名方式对内容进行命名时，初始内容地址包括的至少一级可读地址与至少一级扩展地址一一对应。

采用上述内容地址生成方法，网络设备的内容地址和用于通信的IP地址存在套用的关系，即该内容地址中的基本地址也是IPv4地址，则该内容地址有一部分可以标识IP层中的地址(即基础地址可以标识骨干网络设备)，还有一部分可以标识内容(即扩展地址能够标识内容)，ICN中的设备在进行网络层通信时，可以携带传统的IP地址，其过程可以参考相关技术，也可以携带本申请实施例提供的IP地址，该过程可以参考上述IP地址封装场景的过程；若需要获取内容时，内容请求端可以发送内容获取请求，传统的内容获取请求包括：源地址、目的地址以及内容地址；而本申请实施例中，内容获取请求可以包括源地址和内容地址，该源地址为内容请求端的IP地址，该内容地址为本申请实施例提供的内容地址，也即是，该内容获取请求无需携带目的地址，可选的，该内容地址可以设置在内容获取请求中原目的地址所在位置，基于该内容地址中的基本地址，内容获取请求可以路由至骨干网络设备，由该骨干网络设备基于内容地址中的扩展地址获取相应的初始内容地址，再基于该初始内容地址获取内容，并反馈该内容请求端。由于内容获取请求中无需携带目的地址，因此减小了网络开销。

综上所述，本申请实施例提供的内容地址，能够较好地适配于ICN，并且，在内容获取的场景中，内容获取请求无需携带目的地址，可以减少网络开销。

本申请实施例提供了一种IP地址分配装置50，所述IP地址分配装置50包括：专用集成电路、一个或多个FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑器件)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件部件、任何其它适合的电路、或者能够执行本发明通篇所描述的各种功能的电路的任意组合、芯片、单板、或者通信设备等。所述装置50可以被配置到如图1-1所示的通信网络中的地址服务器中。如图5所示，该装置50包括：

生成模块501，用于生成地址总长度可变的IP地址，IP地址唯一标识通信网络中的网络设备502。

分配模块，用于为网络设备分配IP地址。

可选的，IP地址包括至少两级地址，至少两级地址中的任一级地址的地址长度可变。

可选的，IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址，其中，基本地址的地址长度固定，至少一级扩展地址中的任一级扩展地址的地址长度可变。

可选的，基本地址可以为IPv4地址。

可选的，通信网络为分级网络，分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，N为大于或等于1的整数；

为至少两级网络中第n级网络中的网络设备分配的IP地址的级数等于n，且分配的IP地址包括的第一级地址至第n级地址依次与骨干网络、第一级边缘网络至第n-1级边缘网络一一对应，1≤n≤N+1。

可选的，通信网络为分级网络，分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，N为大于或等于1的整数；

骨干网络中的网络设备的IP地址包括基本地址，第一级边缘网络至第N级边缘网络中的网络设备的IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址。

可选的，网络设备的IP地址可以包括网络设备的MAC地址的全部或部分。

可选的，IP地址的级数随分级网络的级数的变化而变化；

和/或，IP地址中任一级地址的地址长度随分级网络中对应级的网络的网络容量的变化而变化。

可选的，至少两级网络中每级网络包括至少一个子网络，至少两级网络中第m级网络中的每个子网络的网关为第m-1级网络中的一个网络设备，2≤m≤N+1；

其中，第一子网络中所有网络设备的前m-1级地址与第一子网络的网关的IP地址的前m-1级地址相同，第一子网络为第m级网络中的任一子网络。

综上所述，本申请实施例提供的IP地址分配装置，通过生成模块生成地址总长度可变的IP地址，再通过分配模块为网络设备分配该IP地址，由于地址服务器可以根据网络架构和网络容量，灵活生成地址总长度可变的IP地址，既能解决IPv4地址枯竭的问题，又能避免始终采用IPv6地址导致网络开销大的问题，提高了IP地址的使用灵活性。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中执行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

请参考图6，其示出了本申请实施例提供的一种IP地址分配装置600的结构示意图，该IP地址分配装置600可以为图1所示实施环境中的地址服务器101，如图6所示，该IP地址分配装置600包括：处理器601和存储器602。处理器601被配置为执行存储器602中存储的指令，处理器601通过执行指令来实现图2-1所示实施例的IP地址分配方法。

可选地，如图6所示，该IP地址分配装置600还包括：发射机603、接收机604和网络接口605，处理器601、存储器602、发射机603、接收机604和网络接口605通过总线606连接，处理器601包括一个或者一个以上处理核心，处理器601通过运行软件程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。网络接口605可以为多个，该网络接口605用于该IP地址分配装置600与网络设备进行通信。网络接口605是IP地址分配装置600中的可选组件，实际应用中，IP地址分配装置600可以通过接收机601和发射机606与网络设备进行通信，所以，IP地址分配装置600中可以没有网络接口605，本申请实施例对此不作限定。

在本申请实施例中，处理器601通过执行指令来实现一种IP地址分配方法，该方法包括：

生成地址总长度可变的IP地址，所述IP地址唯一标识所述通信网络中的网络设备；为所述网络设备分配所述IP地址。

请参考图7，其示出了本申请示例性实施例涉及的一种网络设备的结构示意图。该网络设备可以为图1所示实施环境中的网络设备102，该网络设备102包括：处理器12和网络接口14。

处理器12包括一个或者一个以上处理核心。处理器12通过运行软件程序以及单元，从而执行各种功能应用以及数据处理。

网络接口14可以为多个，该网络接口14用于与其它存储设备或者网络设备进行通信。

可选的，网络设备10还包括存储器16、总线18等部件。其中，存储器16与网络接口14分别通过总线18与处理器12相连。

存储器16可用于存储软件程序以及单元。具体的，存储器16可存储操作系统162、至少一个功能所需的应用程序单元164。操作系统162可以是实时操作系统(Real TimeeXecutive，RTX)、LINUX、UNIX、WINDOWS或OS X之类的操作系统。

在本申请实施例中，处理器12通过执行指令来实现一种上述IP地址的封装场景中的封装方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种IP地址分配方法，其特征在于，所述方法应用于通信网络中的地址服务器，所述方法包括：

生成地址总长度可变的IP地址，所述IP地址唯一标识所述通信网络中的网络设备，当所述通信网络为非分级网络时，所述IP地址的地址级数和/或每级地址的地址长度随所述通信网络的网络架构和网络容量的变化而变化，当所述通信网络为分级网络时，所述IP地址的地址级数随所述通信网络的级数变化而变化，所述IP地址的任一级地址的地址长度随所述通信网络中对应级的网络容量的变化而变化，所述IP地址包括所述网络设备的媒体访问控制MAC地址的全部或部分；

为所述网络设备分配所述IP地址。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IP地址包括至少两级地址，所述至少两级地址中的任一级地址的地址长度可变。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址，其中，所述基本地址的地址长度固定，所述至少一级扩展地址中的任一级扩展地址的地址长度可变。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基本地址为IPv4地址。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通信网络为分级网络，所述分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，所述N为大于或等于1的整数；

为所述至少两级网络中第n级网络中的网络设备分配的IP地址的级数等于n，且分配的IP地址包括的第一级地址至第n级地址依次与所述骨干网络、第一级边缘网络至第n-1级边缘网络一一对应，1≤n≤N+1。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通信网络为分级网络，所述分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，所述N为大于或等于1的整数；

所述骨干网络中的网络设备的IP地址包括所述基本地址，所述第一级边缘网络至第N级边缘网络中的网络设备的IP地址包括所述基本地址和所述至少一级扩展地址。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，

所述至少两级网络中每级网络包括至少一个子网络，所述至少两级网络中第m级网络中的每个子网络的网关为第m-1级网络中的一个网络设备，2≤m≤N+1；

其中，第一子网络中所有网络设备的前m-1级地址与所述第一子网络的网关的IP地址的前m-1级地址相同，所述第一子网络为所述第m级网络中的任一子网络。

8.一种IP地址分配装置，其特征在于，所述装置应用于通信网络中的地址服务器，所述装置包括：

生成模块，用于生成地址总长度可变的IP地址，所述IP地址唯一标识所述通信网络中的网络设备，当所述通信网络为非分级网络时，所述IP地址的地址级数和/或每级地址的地址长度随所述通信网络的网络架构和网络容量的变化而变化，当所述通信网络为分级网络时，所述IP地址的地址级数随所述通信网络的级数变化而变化，所述IP地址的任一级地址的地址长度随所述通信网络中对应级的网络容量的变化而变化，所述IP地址包括所述网络设备的媒体访问控制MAC地址的全部或部分；

分配模块，用于为所述网络设备分配所述IP地址。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述IP地址包括至少两级地址，所述至少两级地址中的任一级地址的地址长度可变。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述IP地址包括基本地址和至少一级扩展地址，其中，所述基本地址的地址长度固定，所述至少一级扩展地址中的任一级扩展地址的地址长度可变。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述基本地址为IPv4地址。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述通信网络为分级网络，所述分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，所述N为大于或等于1的整数；

为所述至少两级网络中第n级网络中的网络设备分配的IP地址的级数等于n，且分配的IP地址包括的第一级地址至第n级地址依次与所述骨干网络、第一级边缘网络至第n-1级边缘网络一一对应，1≤n≤N+1。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述通信网络为分级网络，所述分级网络包括的至少两级网络按照由核心到边缘的顺序排布，依次为骨干网络、第一级边缘网络至第N级边缘网络，所述N为大于或等于1的整数；

所述骨干网络中的网络设备的IP地址包括所述基本地址，所述第一级边缘网络至第N级边缘网络中的网络设备的IP地址包括所述基本地址和所述至少一级扩展地址。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，

所述至少两级网络中每级网络包括至少一个子网络，所述至少两级网络中第m级网络中的每个子网络的网关为第m-1级网络中的一个网络设备，2≤m≤N+1；

其中，第一子网络中所有网络设备的前m-1级地址与所述第一子网络的网关的IP地址的前m-1级地址相同，所述第一子网络为所述第m级网络中的任一子网络。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令被处理器执行时，实现权利要求1至7任一所述的IP地址分配方法。

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