随着Internet视频会议和视频点播等多媒体业务的应用日益广泛,传统的单播传输方式已经不再适应这一类业务的传输特性,于是组播技术成为研究热点。组播技术的出现解决了网络数据冗余传输的问题,可以有效节省网络资源。然而IP组播由于部署方面的限制以及协议自身的一些缺陷,使得它至今没能得到广泛的应用部署,于是出现了将IP组播的功能提高到应用层来实现的应用层组播。应用层组播将组播功能由路由器转移到端系统,它的出现解决了IP组播存在的一些固有问题,尤其是IP组播在部署上需要路由器支持的限制。本文在研究各种应用层组播系统和协议的基础上,提出了一个新的基于树优先的应用层组播协议,它主要面向中等规模的实时应用,采用分布式架构,实现了控制和数据转发的分离,设计了可以使节点高效的加入/离开组播树的缓存机制,保证了树的稳定性,通过对节点的综合探测,可以使节点根据其能力来提供服务,另外本文设计了点对点通信的NAT穿透机制。设计并实现了基于该协议的原形系统,该系统采用分布式体系结构,运行新的组播协议,并用JMF技术实现了视频流的传输。最后对原形系统从功能和性能两方面进行了测试和分析,测试结果表明协议设计正确,系统各个模块工作正常,每个接收节点可以接收到较为流畅的视频流,功能和性能上都达到了最初的设计目标。