近年来,随着物联网设备分布的地域越来越广,并且设备终端正急速增长,在这样的情况下,一种新型的物联网被人们所关注,这就是卫星物联网。但是传统的卫星架构有着许多不适应物联网的设备的地方。由于其特殊的卫星应用环境特性,卫星物联网在设计层面面临着三大难点,一是传统的网络结构不适应新兴的卫星物联网,所有设备同时接入卫星将带来各种各样的问题,二是网络路由拓扑变化频繁,卫星种类繁多,与地面网络结合有许多问题,三是用户频繁的请求应用内容对卫星有很大的传输负载。针对卫星物联网存在的这些问题,考虑到传统的卫星网络允许所有节点接入卫星的情况,我们将内容中心网络引入卫星,提出了一种基于内容中心网络的卫星物联网架构,并基于这种架构针对路由提出了快速路由方案。此外,针对卫星物联网这种特殊环境,我们提出了了一种分层缓存方案,旨在在有限的缓存空间下提高内容的缓存率。本文的主要研究内容及创新如下所示:(1)针对卫星物联网架构,我们分析了传统的卫星物联网架构,然后给出了一种基于内容中心网络的卫星物联网架构,架构由无线传感网络、超级路由器(SR)、用户、卫星链路、转发引擎组成。用户请求内容不再需要内容的地址,只需注明数据的名称,然后发出兴趣包,并对这个包进行加密签名。这将减少大量物联网设备直接接入卫星带来的冲突以及拥塞。(2)针对所提架构下的路由,我们考虑一种基于蚁群算法的快速路由优化方案,由于内容中心网络(CCN)各个SR都可能存有内容的副本,用户需要更快的寻找到与兴趣对应的内容,及通过更短的路径来获取这个内容,本文提出一个新的算法来解决这个问题,算法由两部分构成,首先通过获得一个生成树,通过此生成树来初始化蚁群的信息素浓度,使蚂蚁更容易优先选择具有大量内容的中心节点优先寻找对应的兴趣。(3)针对所提架构下的缓存,我们提出基于内容中心网络的卫星物联网分层缓存机制,从基于某些内容的内容特征的预取到给定热度值,对网络划分集群,首先通过热度值确定缓存集群,在集群内,主要使用内容流行度衡量内容,使用节点缓存更新率和节点中心性来确定集群内缓存的位置。有效的网内缓存使得网络通信更加方便快捷。