随着移动互联网技术的迅猛发展,卫星间通过激光、微波等通信手段形成的星间链路实现组网,并与地面通信网融为一体,形成天地一体化网络,向覆盖地球表面和近地宇宙空间的多种用户提供稳定可靠的服务。组网后,为发挥不同轨道卫星各自优势,研究包含高、中、低轨道的多层卫星组网协议极为必要。而路由协议在组网协议中,扮演了网元节点间信息状态同步和端到端算路选路的功能,其优劣特性将直接影响网络整体性能。传统的路由协议源于地面网络,不适用于卫星网络动态组网场景,故需针对卫星组网场景从架构、机制和算法等方面进行综合优化。本文的主要研究内容基于OSPF协议的基本原理,设计和实现了适用于多层卫星组网协议场景的路由协议。通过综合分析组网卫星的环境特性和组网协议对路由协议的功能需求,对传统OSPF 协议进行架构、算法和机制等多维度的综合改进,具体包括:在架构方面使SPF算法与分布式同步系统解耦合,选取传统OSPF协议中的同步机制,形成独立的分布式同步系统,对网元节点提供通用的信息同步服务;在机制方面结合同步后的卫星和星间链路的特性参数,对不必要的泛洪同步进行约束,从而减少路由不必要的收敛过程;在算法方面对SPF算法进行改进,结合卫星特性与业务特性,对不同类型业务选择不同卫星链路承载,达到最佳的传输效果。总之,本文设计了一种基于AOS帧中标签转发机制的组网协议中的路由协议,并在VxWorks系统中编程实现,验证了研究内容的创新性和适用性。对后续多层卫星组网场景中路由协议的研究和发展具有一定的推动作用。