当今社会对信息化的需求日益增强,人类已经不再满足于在地面构建信息高速公路,转而更加关注空间信息化建设。随着各国对空间信息需求和依赖的不断加深,空间力量、空间信息资源的战略性正日益被世人所接受。综合卫星信息网作为获取、融合、分发、处理空间信息或资源的主要手段和途径,在侦察监视、环境与灾害监测、资源探测、导弹预警、导航定位、通信广播、空间防御与对抗等方面,具有的特殊功能及作用,使之成为我国急需发展的一项重大战略性工程。在综合卫星信息网的有机构成中,由于路由交换部件担负着星间数据链路的实现、各种数据的安全监测与分发等重任,从而成为网络中关键的一个环节。因此,开展在空间约束条件下的卫星网路由交换技术研究是非常必要的。本文以多层卫星网络环境为背景,重点对双层卫星网络路由协议和QoS 路由算法进行了研究。提出并仿真实现了面向QoS 保证的双层LEO/MEO 卫星网络体系结构的单播和多播路由协议,利用仿真手段系统地对路由协议和路由计算算法的有效性进行了论证,比较了QoS 保证的单播和多播路由算法和非QoS 保证路由算法在不同场景下对业务的支持能力。仿真初步结果表明,文中所设计的单播和多播路由协议是可行的。在研究路由算法的同时,本文同时基于NS2 仿真平台设计并实现了支持单/双层卫星网络体系结构的卫星网络仿真环境,利用该仿真环境不仅可以对各种路由协议和算法进行研究和性能评估,同时也为下一步的卫星网络传输层协议(主要为TCP 协议)的研究提供了仿真环境。