自人造地球卫星被应用到远距离通信以来,卫星通信技术一直都是实现跨区域远距离通信传输的重要方式,也是各国发展国防通信力量的重要手段之一。此外,近年来5G技术发展态势十分喜人,卫星通信与5G相融合的技术逐渐成熟,因此,如何应对涨势凶猛的通信业务并有步骤成体系地对卫星网络的弹性能力进行巩固强化成了新的挑战。从物理层拓扑控制的角度来看,目前针对应用于WSN网络的拓扑控制策略的研究众多,因此可以将其优势与卫星网络的特点相结合,从而提高卫星网络的生命周期,提高卫星节点的利用率;结合整个网络中的业务流量分布情况来看,有些卫星节点在网络中承担着主要的通信流量。在未来的空间攻防战中,这些节点一旦失效,将给整个网络带来极大的损失。因此,从组网路由的层面来看,可针对这些承担主要流量的卫星节点设计多径路由方案,从而提高卫星网络的弹性恢复能力;频谱灵活光网络以其细粒度弹性化的分配特点,获得了更多的关注,但应用于卫星网络的相关研究还较少;此外,当星上资源耗尽时,很难得到及时补给。因此,可对星上频谱灵活光网络的频谱分配问题进行探索研究,以提高星上频谱资源的利用率,提高通信服务质量。因此,本文结合延长空间卫星网络生命周期,提高网络层的弹性抗毁能力,优化空间光网络频谱分配等需求,重点研究了卫星网络的拓扑控制、弹性抗毁路由和星上频谱分配策略,本文的主要研究内容和创新点如下:（1）对传统的层次型拓扑控制策略进行了理论研究,提出了优化成链方式和节点状态切换的优化方案（OCSS-PEGASIS）,所提方案在成链的过程中,针对星间的距离远近,设置一个自适应阈值K以避免在相邻节点间产生长链;并引入状态切换策略,将相邻卫星节点两两配对,在节点对之间仅需一颗卫星负责消息转发即可,另一颗卫星可进入睡眠状态,以此节省节点能耗。仿真结果表明,相较于传统的拓扑控制方案而言,所提方案可有效降低节点能耗,使卫星网络的生命周期提升约33%。（2）结合卫星通信网络的特点、多径路由及图论等理论基础,并考虑到卫星网络的中心节点承担了大部分的业务流量,引入介数中心性这一指标,以评估每个节点的重要程度,进而提出了基于介数中心性的卫星网络多径智能备份蚁群算法（IMB-ACR）。该算法将根据各个节点的介数值,排序选出“全局重要节点”,当且仅当蚁群算法的搜索结果中含有“重要节点”时,才对其进行备份路由计算,在提高弹性抗毁能力的同时,尽可能地减小计算开销。仿真结果表明,相较于传统K条路径蚁群算法,IMB-ACR算法的通信成功率提升幅值为3%;当失效节点数为4,IMB-ACR的弹性恢复能力约为传统算法的200%。（3）卫星弹性光网络中,随着业务的到达和离开,网络中会产生部分无法被后续业务所利用的频谱碎片。为了解决此问题,提出了基于频谱资源评估集合的卫星光网络频谱分配方案（LSRA-RSA）。该方案的路由计算部分是基于K条最短路径算法实现,频谱分配策略则不同于传统方案,而是为每一条候选链路维护一个链路频谱资源评估集合,集合中含有三个参数,能多维度地对空余资源进行评估,并引入边介数来避开可能拥堵的链路,达到降低业务阻塞率的目的。仿真结果表明,K值取2时且网络负载量为1190Erlang时,LSRA-RSA算法比起首次命中（FF）算法,可将阻塞率降低大约14%;频谱利用率的提升幅值约为56%;对比随机分配（RF）算法,LSRA-RSA算法将阻塞率降低了约28%,频谱利用率提升了约2倍。