随着人类科学技术的不断进步，对宇宙空间的探索范围，也从地球轨道扩展到更加广阔的深空领域。由于深空通信延时长、易断开、数据速率不对称、信噪比低等特点，无法使用现有网络协议进行数据通信，这就对开发一种新的、能够适应深空通信条件的网络构架提出了需求。　　2003年，Intel公司伯克利实验室的Fall等科学家提出了DTN网络的概念。DTN网络结构支持具有断续连接、长时延、高误码率等特征的异构网络的互联和互操作。此概念一经提出，很快吸引了包括深空探测、ad hoc网络、传感器网络等一系列受限网络领域的研究者的兴趣，取得了一定的成果。　　本文面向深空通信场景，深入研究了DTN网络结构在未来深空通信中的适用性及关键问题，主要内容包括:　　通过对比现有主流网络仿真研究工具在DTN网络仿真方面的不足，基于NS2开发了一款支持DTN协议的网络仿真平台DS-NS2。平台的开发严格遵循现有DTN网络构架和数据处理流程的标准。通过理论分析和验证，DS-NS2平台完全可以正确地进行DTN相关数据处理和网络仿真。　　针对现有航天任务的通信特点，提出了一种链式DTN网络的数学模型。此模型按照是否提供保管传输服务将DTN节点划分为两类，并可以根据需要将同时包括两类节点的DTN链路化简为只包含提供保管传输服务节点的链路，以便于进行网络分析，并根据此模型给出了DTN链路的数据传输上限值。之后，结合使用理论分析和仿真模拟两种方法验证了该数学模型的正确性。　　与传统网络不同，DTN网络要求节点提供本地存储空间以保障数据传输的可靠性，数据采用保管传输的方法在节点之间流动。保管传输特性是DTN网络不同于传统网络的重要特性。本文通过仿真分析了DTN网络的保管传输特性对网络性能的影响。仿真结果表明，启动保管传输功能后，可以显著地提高数据接收节点成功接收到的数据量并减轻数据源节点的存储压力。　　研究DTN网络协议在一个典型的地球-火星通信场景中的性能。研究了保管传输相关参数的不同选择对于网络性能的影响。给出了一个通过选取合适的保管传输相关参数而提高DTN网络性能的实例。提供了一个合理的保管传输相关参数确定方法，此方法可以对未来在实际项目中如何正确的选取保管传输参数提供了一个有益的指导。　　提出了一个适用于行星际DTN网络的路由协议IDRP，并使用地球-火星通信场景进行协议性能的仿真分析。IDRP通过利用历史连接信息来预测节点与邻居节点的连接恢复时间，以此为主要依据进行路由决策。同时，针对深空节点存储容量受限的情况，IDRP在进行路由决策时也充分考虑邻居节点的存储区消耗情况。仿真结果表明，IDRP可以有效地根据连接情况做出路由决策，获得较好的数据传输效果。