随着基于全局拓扑信息的智能优化算法及软件定义技术的飞速发展,以及利用卫星网络的大面积覆盖及抗毁性稳定性强的特性,大大弥补了地面通信网络的不足。并利用软件定义网络的思想将控制层与数据转发层分离,它有着全局优化、集中控制、配置灵活的良好特性,及智能优化算法利用全局拓扑信息寻求全局最优解的特点,将其有机结合,重点研究基于全局拓扑的双层卫星网络路由算法。首先,对本文课题研究的背景和意义进行了分析,并梳理了对于卫星通信网络、卫星网络路由算法、软件定义的国内外研究进展。为了满足良好的覆盖性能与链路性能,设计了GEO/LEO天地双骨干的双层卫星网络,并基于软件定义加入SDN交换机和SDN控制器,通过对全局拓扑信息的集中控制大大地提升了网络的资源利用率。针对不同情景下的情况,将经典路由算法Dijkstra、Floyd、Prim、Kruskal、随机游走搜索策略进行了仿真对比分析。其次,由于启发式的智能优化算法可以利用全局拓扑信息求出最优解,因此针对经典的最短路径问题,利用遗传算法与蚂蚁算法分别对其进行matlab仿真分析。之后,对于有着多目标Qo S约束条件的组播路由问题,结合卫星网络拓扑提供的星间距离、带宽和时延等数据,设定带宽约束与时延约束,基于蚁群算法进行了仿真探究,对算法的每次迭代中的蚂蚁个数、信息素重要程度因子、路径长度重要程度因子、信息素蒸发系数、信息素增加强度系数进行合适值的探究,协调了算法收敛速度与避免陷入局部最优两方面的因素,并通过修改信息素更新规则来进行蚁群算法的改进,实现了更优的路径找寻策略,有着较低的算法收敛时间,同时全局优化,避免算法陷入局部最优。最后,在Ubuntu系统的Mininet下完成了网络拓扑的搭建与模拟,同时为了解决队列阻塞与链路分离路径的问题,基于网络流量设计了一种新的路由算法:k条最大最小链路分离路径算法。该算法大体上分为两部分,第一部分通过改进的Dijkstra算法找到了一组从源节点到目的节点的路径集合,第二部分利用贪心算法选出最小瓶颈带宽最大的k条链路分离路径,并与SPF最短路径算法和First-k-max算法进行对比,仿真结果表明所提出的算法在最小、平均瓶颈带宽上的吞吐量要好于其他两种算法。