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近年来,为了满足随时随地接入高速互联网的需求,5G与卫星通信集成的研究越来越受到研究者与工业界的关注。高通量低轨卫星具有低延迟、高带宽的特点,适合与5G进行集成。在低轨卫星组网时,星间路由是一个需要考虑的核心问题,为了缩短卫星网络的部署周期,可以基于OSPF设计星间路由协议。然而,由于低轨卫星网络具有拓扑动态性高、卫星节点性能受限、星间链路时延较高、带宽资源宝贵和安全威胁较大的特点,如果将OSPF直接运行在低轨卫星网络中,将导致大量路由报文占用带宽、频繁进行路由计算、路由收敛缓慢甚至路由震荡。针对上述问题,本文设计了一种星间安全路由协议Sat-OSPF,主要工作如下:(1)针对卫星网络拓扑的高动态性和星间链路的高时延导致路由收敛较慢且消耗大量通信资源的问题,提出了一种基于OSPF的星间路由协议Sat-OSPF。利用卫星网络拓扑的可预测性,路由节点提前预测网络的拓扑,主动更新网络拓扑,而不是被动地接收链路状态更新报文,进而大幅度减少路由收敛时间;利用链路通断关系的周期性,目的路由节点缓存并复用链路状态通告,进而在大幅度减少协议控制报文的发送量的同时小幅减少路由收敛时间。(2)针对卫星网络链路的开放性特点导致Sat-OSPF容易受到恶意攻击的问题,提出了一种基于椭圆曲线的无证书签名方案,并利用该数字签名方案对路由器LSA报文进行签名以提高Sat-OSPF的安全性。针对所提方案,首先在理论上分析了其安全性能,然后通过仿真证明了其计算开销较小。因此,在Sat-OSPF中使用数字签名产生的计算开销、时间开销以及通信开销对协议性能影响较小。(3)基于STK与EXata的半实物仿真平台和LEO48星座,对Sat-OSPF进行了仿真验证,并与其他协议进行了性能对比。结果表明:在理想状态下,Sat-OSPF的报文开销比OSPF和OSPF+分别减少86.852%和86.828%,平均路由收敛时间减少98.593%～99.881%和22.628%～93.444%。本文研究并设计了一种星间安全路由协议Sat-OSPF,具有通信开销较低、路由收敛较快且安全性较高的特点,对于研究星间安全路由具有一定的意义。