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空天地一体化网络是一种融合天基、空基、地基网络,实现各层次间互连互通的网络应用场景。其有效的发展对军事、民用、空间科学探索具有极大的推动作用,所以空天地一体化网络的发展代表着一个国家的信息化的进步程度。为了应对各种环境条件下的通信局限性,不断涌现的针对某单一环境条件下的网络架构(受限网络),独立的协议架构为全网的互连、互通提出了挑战。不同的协议架构往往具有各异的传输层以及底层网络,并且编址方案也难以统一。因此如何实现各个独立网络域之间的互通和有效的路由成为了学者们研究的热点。本文结合具体的网络场景(空天地一体化网络),借鉴DTN的体系架构,设计了可以覆盖多种网络,并能够在各不同子网域之间传输数据的空天地一体化网络体系架构。在协议架构的传输层和应用层之间实现了数据束层,这种基于存储-转发的设计,最终实现了数据的跨域传输,并且屏蔽了底层网络的不同。由于空间通信具有频繁中断大延迟的物理特点,导致传统的基于通信过程中具有连通图的路由算法(OLSR,AODV等)无法实现数据的有效转发。本文提出CGR-EPI的分层路由方案,由数据束层的路由协议在不同网络层次选择合适的路由方式。对全网DTN节点利用URI方案统一编址,实现了目的地址的后绑定,解决了DNS在中断网络下无法正常运行的缺点。最后鉴于EPI路由算法的网络负载过大容易造成缓存不足等缺点,提出了基于灰色预测的多副本路由算法。利用灰色预测算法对节点运动平面坐标系中节点位置的横纵坐标的下一时刻值进行预测。经过对算法性能仿真和对应路由性能仿真,结果表明经过预测位置的路由算法有效地防止了由于节点密集时造成的路由风暴,提高了数据包到达率,降低了网络负载。