流媒体是宽带通信网和多媒体技术共同发展的产物。近年来，随着Internet的普及和对3G研究的深入，视频流媒体技术获得了普遍关注，围绕数字媒体内容生成、加工、存储、调度、传输、缓存和接收技术的研究，已经成为近期多媒体和通信领域的重要热点。 文章总结了作者在该领域的主要研究成果，提出了一种基于网络代价的缓存思想；设计了一种针对移动流媒体业务的两级缓存体系结构，基于该体系结构提出了优化的视频调度算法；提出了一种多控制器的集群流媒体代理结构，并设计了基于该结构的控制组选取算法和主控制器选举和切换协议，使用形式化方法证明了该协议的有效性；研究了对等网结构下的流媒体系统体系结构，提出一种ZETA结构，并为该结构设计了有效的视频内容复制与缓存策略；设计了视频流媒体仿真平台，对上述算法进行了仿真验证和性能分析。 论文对研究过程中取得的主要成果进行了详细阐述。这些创新工作简要归纳如下： (1)考虑多个内容服务器提供视频流的Internet网络现状，针对流媒体缓存的技术特点，构造了一种新的流媒体缓存效用函数，该函数综合考虑流媒体节目的流行度特性及传输网络的代价参数；设计了针对多视频服务器、基于网络代价的流媒体缓存分配与替换算法NCB(Network Cost Based cache allocation and replacement algorithm)，NCB算法有效提高了缓存命中率，降低了传送流媒体内容消耗的总体网络代价；该算法在网络结构复杂、服务器数量众多、节目数量庞大的Internet流媒体应用环境中表现出较优越的性能。 (2)在分析GPRS移动流媒体技术现状的基础上，提出了一种使用中心缓存和用户边界代理两级缓存机制优化流媒体业务性能和降低核心网络负载的体系结构2CP(Two-level Caching Proxy)；研究了该体系结构的关键技术，如：内容缓存机制、缓存代理的可靠性设计、计费策略、终端适配等；设计了两级缓存结构中代理服务器的软件体系结构。2CP结构能够有效提高流媒体服务质量、降低骨干网负载。 (3)设计了一种基于两级缓存的移动流媒体调度算法2CMSS(Two-level Cache based Mobile Streaming Scheduling algorithm)，建立数学模型分析了其性能；仿真实验证明，与原有的移动流媒体系统相比，使用2CMSS调度算法的两级缓存系统能够有效节省网络传输开销，降低用户启动时延。