因为量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)技术在理论上可以提供无条件安全性,受到了世界各国的广泛关注。通过三十几年的发展,QKD技术日益成熟并开始逐步实用化。但目前常用的QKD技术仅直接支持点对点的量子密钥生成与分发,因此QKD网络化成为推动QKD发展和扩大QKD应用范围必须解决的重要问题,其中QKD路由协议的设计与优化是QKD网络化的核心问题之一。与经典网络相比,QKD网络具有拓扑结构易变性的特点,本论文面向这一特点对QKD路由协议进行了系统的研究,主要研究内容如下:(1)为了针对QKD网络的拓扑结构易变性所导致网络性能的变化进行衡量,在本文中提出了路径切换时间这一评测指标。结合经典网络中的数据包送达率以及路由代价构成了针对QKD网络拓扑结构易变性的新的评价体系。(2)为了增强路由协议对QKD网络拓扑结构的易变性的适应能力,本文基于具有链路状态感知功能的无线自组网按需平面距离向量路由协议(Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing,AODV)和目的节点序列距离矢量协议(Destination-Sequenced Distance Vector Routing,DSDV)协议,提出了可以成功应用于QKD网络的AODV-Q和DSDV-Q协议。并针对AODVQ和DSDV-Q协议在QKD网络中的性能表现进行了分析。(3)为了进一步优化AODV-Q协议的路径切换时间,本文针对AODVQ协议的HELLO机制进行了改进,提出了一种具有低路径切换时间的AODV-Q-LST协议。(4)为了验证本文提出的路由协议的有效性,本文基于NS3仿真环境进行了仿真平台的搭建,并针对本文中设计的AODV-Q、DSDV-Q、AODVQ-LST协议进行了实验验证。