随着无线通信技术的飞速发展,空天地一体化网络在导航定位、宽带实时传输、应急救援等领域有着重大的应用,为庞大的用户数据提供高速、可靠的无线接入服务。然而,空天地一体化网络在带来显著优点的同时,又由于其自身高速动态变化的特点,面临着异构网络难管理、资源分配不均衡的问题,并且现有的空天地一体化网络架构不能很好的解决这些问题。因此,需要根据该网络多级分层的结构特点,提出一套与之相匹配的网络构架和组网协议。针对上述问题,本文首先根据空天地一体化网络多级分层异构的网络特点,本文基于控制面与业务面相分离的思想,提出了一套面向多级传控分离的空天地一体化网络（air-space-ground integrated Network with Multi-level Control and Transmission Separation,MCTSN）的组网构架,解决了由单个控制器带来的网络管理难度大的问题。其次,利用分段路由技术实现了不同子网间的业务数据传输,简化网络的负担及操作,增强了网络的可伸缩性。本文的具体内容如下:1.不同于对单层网络的研究,本文针对现有空天地网络结构复杂,管理控制困难大的问题,研究了多级传控分离的空天地一体化网络的网络构架。该网络构架不仅将控制面纵向扩展,建成多级控制结构,同时利用软件定义网络（Software Defined Network,SDN）将控制面与用户面逻辑上分离的思想,将控制面的主导权从SDN控制器中分离出来,使得控制面的拓扑结构和路由规划不再受SDN控制器管理,而由网络本身决定,解决了SDN控制器失效而整个网络瘫痪的问题。2.针对面向空天地一体化网络的多级传控分离的网络架构,提出了基于多级传控分离的控制面协议。在协议的控制平面提出了链路发现、拓扑发现、标签分发以及路径计算。在协议的业务平面使用了分段路由（Segment Routing,SR）技术,其将控制平面计算好的路径信息下放到路径头节点,而其他的中继节点仅需根据标签转发表转发数据包。3.针对面向空天地一体化网络的路由设计,提出了面向连接的路由设计。考虑到网络中存在多业务传输的情况,因此,利用Dijkstra算法以及冲突最小算法（Least Conflict Algorithm,LCA）,集中规划出源目节点间冲突最小的路径,从而减少节点间在转发业务时发生碰撞的可能性,降低了网络时延,提高了网络性能。4.利用OPNET仿真平台搭建了面向多级传控分离的空天地一体化网络场景,并通过仿真验证了本文所提的网络结构、网络协议和算法的正确性。