应用层组播将组播功能从网络层转移到应用层，不再依赖网络路由器，而由终端主机来实现数据路由等功能。相对于IP组播，具有便于实现和推广的优点。但是在应用层组播中，数据由终端主机复制并沿逻辑路径转发给其它终端主机，数据逻辑路径可能会经过同一条实际物理链路多次才能传输到其它终端主机，这会增加数据传输时间，导致端到端时延较大，降低了实时多媒体应用的服务质量，使得应用层组播技术的进一步发展受到了限制。因此，减小应用层组播的传输时延是提高应用层组播服务质量的必然要求。　　针对应用层组播的传输时延较大问题，首先，本文提出一种低时延应用层平衡二叉组播树模型，利用平衡二叉树的低深度特性，构建出深度较低的组播树，降低了应用层组播的传输时延。当节点加入或退出组播时，设计组播树维护算法使得组播树的时延变化较小，满足低时延要求。最后通过计算机仿真，表明该模型减小了应用层组播的传输时延，改善了应用层组播性能，适合应用在大规模实时多媒体环境中。然后，在平衡二叉组播树模型的基础上，提出应用层K叉组播树模型，模型考虑终端主机的异构性，不同的终端主机节点最大出度、稳定度不同，构建组播树时将最大出度大、稳定度高、距离源节点近的节点先加入组播树，这样构建出的组播树更粗壮、深度更低同时稳定性更高，能更有效地减小传输时延。当节点加入或退出组播时，设计组播树维护算法使得组播树的时延变化较小，满足低时延要求。计算机仿真结果表明，应用层K叉组播树模型能更有效地减小组播时延，改善组播时延性能，适用于多媒体业务。最后，基于树结构改进NICE协议，提出一种层次化的树-树组播模型，模型引入分层分域思想，将节点组织为节点层和域心层，所有节点加入节点层并划归到不同的域，从域中选出域心节点组成域心层，将域心节点以源节点为根构建成二叉树，所有域将域中节点以域心节点为根各自构建成K叉树，这样构建出的组播树深度低，能有效地减小时延。树-树组播模型将节点的加入、退出局限在域中，组播树的维护只涉及域中节点，提高了组播树的稳定性，保证较小的时延波动。仿真结果表明树-树组播模型有效的降低了传输时延，改善了组播时延性能，给实时多媒体应用带来了更好的服务质量。