随着全球网络的高速发展,地面网络通信越来越不能满足全球通信需求,人们越来越倾向于天基移动卫星网络的发展。但是,空天网络在网络协议、拓扑状态、链路环境等各方面与地面网络存在很大的差距。在网络协议上,地面网络中通用的IP协议在空天网络上并不能很好的发挥作用。空天网络拓扑属于完全意义上的动态变化,通信节点与控制节点都处于一个不断变化的状态,卫星网络整体控制难度较大,卫星网络架构需重新进行构建,同时空天的组网策略与路由路径算法也需要重新设计。本文在深入空天网络特性的基础上,重点进行控制器系统设计、控制器配置策略以及卫星网络的最短路径算法研究。本文的主要工作以及创新在于：论文提出用软件定义网络的理念,将控制平面与转发平面分离,用软件实现空天网络控制器。基于现有空天网络中各通信节点的位置,设计出基于SDN的空天网络的模型。结合空天网络的特性,研究控制器系统的配置策略,设计空天网络控制系统。在设计控制器配置策略时,采用区域划分的方法。在计算传输时延的权值时,充分考虑网络实际的拓扑结构特性,提高控制器系统的整体控制器能力。重新设计卫星网络的最短路径算法。由于空天网络与现有的地面固定网络架构不同,空天网络的拓扑不断变化,链路在不停的切换,在设计卫星网络的最短路径算法时,需要结合时间的参数,将时间分成合理的长度的时间段,针对每个时间段,计算最短路径。使用这种算法,在空天网络通信中,可以降低平均时延,并在链路切换时,将丢包率控制在一定范围,不会让网络在链路切换时,丢包率过大。基于对空天网络控制器的设计,实现控制器的功能模块。新型的SDN控制器能够很好的解决空天网络拓扑易变的问题,并支持空天网络的多控制器之间的通信。修改openflow协议中的流表项设计,能够同时支持空天中并存的多种协议。修改拓扑服务模块,将改进的最短路径算法在此功能模块中实现。对修改后的控制器在mininet仿真环境中进行仿真,测试性能。本文设计用SDN理念解决空天网络问题,通过重新设计控制器系统配置策略和卫星最短路径算法,提高网络发现拓扑变化的响应速度。通过基于SDN的空天网络设计,实现天地通信一体化的目标。