天地一体化标识网络作为面向未来的一种新型天地一体化网络架构，可以实现空间异构网络与地面网络的互联互通，同时有效解决移动性、安全性、可扩展性等问题。天地一体化标识网络使用延迟/中断容忍网络DTN(Delay/DisruptionTolerant Network)协议栈应对空间网络环境中的长传播时延、高链路误码、频繁链路切换等问题，实现空间网络与地面标识网络的通信。本文作为天地一体化标识网络体系的组成部分，围绕空间网络路由问题，针对空间核心网接触计划设计方案及层间接触选择算法、空间接入网基于链路质量的路由算法及文件传输模型、空间网络路由可靠性提高机理、空间网络拥塞控制等机理和方法开展研究，主要工作和创新点如下:
　　1.提出了分布式的多层卫星网络接触计划设计方案和两种动态的层间接触选择算法，应对空间核心网中接触计划复杂及链路频繁切换的问题。首先，分布式的多层卫星网络接触计划设计方案根据卫星节点所属层次将多层卫星网络中的所有链路信息划分为多个小的部分，降低节点接触计划的复杂性，进而降低路由计算时延。其次，动态的层间接触选择算法包括基于接触持续时间的层间接触选择算法和基于流量感知的层间接触选择算法，分别根据链路持续时间和网络中的流量状况动态的选择合适的层间链路，对相应节点的接触计划进行更新，在应对链路频繁切换的同时避免网络发生拥塞。最后，使用95个虚拟机搭建了天地一体化标识网络原型系统并对分布式的多层卫星网络接触计划设计方案和两种层间接触选择算法进行了实验验证，实验结果表明分布式的接触计划设计方案能够有效降低空间核心网中数据的传递时延，基于流量感知层间接触选择算法可以得到更均衡的网络流量分布，提高数据传递率。
　　2.提出了基于链路质量的路由算法和最大可信文件传输模型，应对空间接入网中不同链路误码率对数据传输的影响。首先，基于链路质量的路由算法使用链路重传信令数量反映链路误码率的高低，使用基于链路质量的转发机制为数据选择误码率较小的路径。其次，设计了动态的LTP(Licklider Transmission Protocol)协议重传定时器设置机制，将排队时延考虑在内，避免不必要的数据重传。基于动态的LTP协议重传定时器设置机制，充分考虑误码率及空间接入网链路速率非对称特性对数据传输的影响，建立了空间接入网最大可信文件传输模型，为有限通信时间内的文件传输任务提供参考。最后，对以上算法和模型在原型系统中进行了验证，实验表明基于链路质量的路由算法可以降低数据的传递时延、提高数据的传递率，建立的空间接入网最大可信文件传输模型和实验结果相符合。
　　3.提出了一种空间网络路由可靠性提高算法，应对空间节点损毁或电磁干扰等原因导致的接触失效问题。该算法包括接触失效发现机制、接触恢复探测及失效状态通告机制和考虑接触失效的路由计算机制三种机制，通过三种机制配合，在计算路由时及时将失效的链路排除在路径外。同时，针对队列时延造成的低剩余生存时间数据丢失的问题，采用基于效用函数的转发机制优先发送生存时间低的数据，进一步提高了路由的可靠性。最后，通过原型系统测试验证，空间网络路由可靠性提高算法能够提高数据的传递率、降低数据的传递时延，基于效用函数的转发机制能够提高数据的传递率。
　　4.提出了一种基于QoS的空间网络拥塞控制算法，应对接触剩余通信容量不足和节点剩余存储空间不足导致的空间网络拥塞问题。该算法包括接触拥塞判断机制和基于QoS的数据转发机制，分别根据接触的剩余可用容量和节点的剩余存储空间检测每一段接触的拥塞程度。在计算路由时，将路径中包含的接触的最高拥塞等级作为该路径的拥塞等级，并根据路径的拥塞等级发送不同优先级的数据，缓解网络拥塞对不同优先级数据造成的影响。通过原型系统测试验证，基于QoS的拥塞控制算法可以在网络发生拥塞时提高低优先级数据的传递率，并降低最高优先级数据的传递时延。