天地一体化网络是将由卫星节点互联组成的天基网络和地面网络联合起来,实现一种广域覆盖、按需服务和泛在接入性好的信息网络。然而天地一体化网络存在节点处理能力和资源受限问题,且面临链路传播时延长、拓扑动态变化快和安全可控性差等挑战,导致地面网络技术不能直接应用于天地一体化网络,急需对网络技术进行创新。标识网络基于身份与位置分离映射思想,在解决空间网络存在的网络安全性和移动性技术挑战方面具有明显优势。针对天地一体化网络存在的问题,本文在基于标识网络的天地一体化网络架构下,根据卫星网络节点数远少于地面网络,以及卫星网络节点资源受限的特点,设计了16位标识地址协议和全匹配路由转发机制,实现了一套用于天地一体化网络核心节点的16位标识协议栈,具有精简高效和安全性高等特性。本文的具体工作如下:首先,介绍了天地一体化网络的架构和特点,阐述了基于标识网络技术的天地一体化网络和网络协议栈的相关技术原理,并对天地一体化网络协议栈内核路由转发机制的设计需求进行了分析。其次,在16位协议栈内核路由转发机制的整体架构设计下分别对协议栈内核路由子系统、邻居子系统和动态路由协议进行了设计和实现。基于标识协议和全匹配路由转发机制,设计了路由子系统对数据包进行路由处理,具体实现了内核路由转发表、路由表静态配置功能和16位标识地址数据包路由处理流程,简化了数据包处理和路由工作复杂度;设计了邻居子系统维护标识地址和物理地址映射关系,具体实现了邻居表、邻居表静态配置功能、标识解析协议和邻居子系统工作流程,完成了16位标识数据包的发送;设计了动态路由协议用于卫星节点之间组网,具体实现了路由协议根据拓扑变化动态维护内核路由转发表,避免了卫星网络拓扑变化带来的通信中断问题。最后,搭建测试环境对16位协议栈路由转发和动态路由协议的功能和性能进行了测试,实验结果验证了本文设计的路由转发机制可实现16位标识地址数据包完整收发流程,平均路由转发时延低于传统网络协议栈,路由条目内存占用远低于传统网络协议栈。本文设计的动态路由协议可动态维护内核路由转发表,同时在拓扑变化后可迅速收敛,为协议栈转发数据提供路由。