随着全球互联网(Internet)的迅猛发展，网络软硬件技术的快速提升，宽带网络迅速普及。以视频会议、视频点播、远程教育为代表的新型多媒体组播应用成了宽带网络的宠儿，日益受到人们的关注。但这一类新型应用的组播特性对网络传输方式提出了新的要求一单点发送，多点接收。传统的点对点传输的单播方式已经不再能适应这类业务的要求，而目前IP组播的服务模型和协议仍然存在不足，无法在Internet上得到广泛部署。因此，对新的组播替代方案的研究非常迫切。Overlay组播技术就是其中之一。 Overlay组播将组播功能从路由器转移到端系统，由端系统来完成所有组播服务的功能，如组管理、成员管理、分组复制和转发。所有组播组成员构成一个叠加在IP网络之上的功能性网络，在这个网络中构建Oveday组播树。 本论文主要研究了基于Overlay网络的组播系统，提出了一个新的Overlay组播协议，优化了Overlay组播应用的实现框架，实现了支持多源交互性实时流媒体应用的组播原型，并在其中应用了新的Overlay组播协议。论文的具体研究和实现工作包括以下几个方面： ◇分析了当前Overlay组播的发展状况，研究了Oveday组播路由协议的分类和评价方法，系统地比较了多种经典Overlay组播方案的特点和性质，并从中找到研究的切入点。 ◇提出了一个新的Overlay组播协议QOMMP。QOMMP采用集中式控制下的Mesh—first组播树构造方式；紧密围绕多源组播的特点，充分考虑了多源组播算法与单源组播算法的不同之处；对QoS服务定制的支持，不仅考虑延时和带宽两个因素，还结合了用户对实时流媒体的服务质量要求；对组播路由，可以按照设定的多种标准，采用启发式算法进行优化。对QOMMP协议进行仿真，以组成员接纳率和平均相对延时代价为测度，证明QOMMP的有效性。 ◇优化Overlay组播应用的实现框架。针对实时流媒体应用大数据量的特点，我们按照控制与数据相分离的思想对系统的传输结构进行了优化，提高了数据的传输效率。 ◇设计并实现了支持QoS服务定制的Overlay组播应用原型系统COALMS。该系统采用P2P结构与CS结构相混合的体系结构，底层以P2P路由协议Pastry为基础，上层整合了QOMMP协议。对原型系统的测试结果表明COALMs系统各个功能模块运行正常，具有良好的服务能力，能够提供较为满意的服务质量，达到了设计目标。 本论文研究内容来源于国家自然科学基金项目“面向服务的Overlay网络及其关键技术的研究”。