随着上世纪50年代前苏联的“月球一号”卫星发射,人类进入了深空探测的新时代。进入21世纪以来,由于航天相关技术的快速发展与经济政治军事等方面的需求,各个航空大国纷纷推出庞大的探测计划,例如美国“好奇号”和中国的“嫦娥二号”等。与此同时,未来深空通信传输数据量逐渐增加、服务业务种类愈发复杂,深空通信需要能够提供大数据量、全天候和多类型的数据交换服务。面向深空复杂多变的通信借鉴了空间IP协议和CCSDS协议体系的设计思想,通过覆盖层实现不同子网间互通互联,同时主要通过BP协议(Bundle Protocol)和LTP协议(Licklider Transmission Protocol)较为完善地解决了数据在恶劣环境下的传输问题。面对特殊的自然环境,借鉴地面Internet概念,星际互联网(IPN,Inter Planetary Internet)概念应运而生。完善的协议体系是网络节点间实现数据交换的必要保证。深空中长时延、断续连接、高误码率和上下行链路非对称等特性使得传统TCP/IP协议在深空中难以实施。目前主要的星际互联网协议体系有三类:空间IP协议、CCSDS协议和容迟/容断网络协议(DTN,Delay/Disrupt-Tolerant Networking)。空间IP协议和CCSDS协议虽然在传统Internet协议体系的基础上针对深空链路特点做出了相应修改完善,但是仍然存在不同程度的缺陷。本文着重研究DTN协议体系在深空通信场景中的应用。首先分析BP协议和LTP协议在完成数据传输任务中的特点与机制。其次,对BP协议中的CGR路由协议进行了深入的分析,发现目前的CGR路由协议寻找的传输路径虽然能够保证可靠传输,但是传输效率很低。于是从LTP层的segments的传输过程来分析各种链路情况下bundle传输的情况,以bundle传输的delivery time为判断标准,从而设计出在各种链路情况下的最优传输策略,以此作为CGR路由协议选择路径的标准。然后,由于深空中上下行链路的极度不对称,提出bundle聚合的思想来解决这个问题,并且可以将其与CGR路由协议结合在一起,利用CGR路由协议找出的路径来决定bundle聚合的大小。最后,使用MATLAB工具对bundle传输时的重传次进行了仿真,用于计算bundle传输的delivery time;对优化后的bundle传输的delivery time和目前bundle传输的delivery time进行比较;以及bundle聚合所带来的性能提升,并且分析bundle聚合在不同误码率情况下的吞吐量。