随着Internet和计算机技术的发展,Internet中用户和应用表现出了新的特点:端用户个人计算机能力的不断增强和与之对应的应用需求变化。新出现的一类应用需求包括在Internet上进行实时音视频交流,音视频点播,网络直播,用户之间的文件共享,虚拟社区,网络游戏等。这类应用通常具有一对多,多对多的通信特点,同时要求网络提供服务质量保证。传统的IP多播方案是为一对多,多对多的通信模型而设计的。然而由于IP多播方案的技术性问题和IP多播方案所带来的市场问题,使得IP多播方案在提出10年以后仍然没有在Internet上成功的部署起来。在IP多播无法满足新出现应用的需求情况下,研究者开始考虑利用Internet边缘用户的资源,在应用层实现多播服务。应用层多播服务的基本思想是:在不改变网络基础设施,不依赖网络层提供多播服务的情况下,在应用层实现多播服务功能,供用户使用。本论文主要研究了基于Peer-to-Peer覆盖网络的应用层多播,提出了在Peer-to-Peer网络上的应用层多播三层体系结构的多播服务模型,设计并实现了相应的原型系统。本论文的研究主要包括以下几个方面:深入分析了当前的应用层多播方案,对应用层多播问题进行了抽象描述,提取其中的关键元素,在抽象层次上对应用层多播路由问题进行了分类,在此基础上对应用层多播的多播路由问题进行了分析讨论。分析了目前在Peer-to-Peer网络上的应用层多播方案,包括CAN Multicast、Bayeux、Scribe等,它们的共同特点是利用了Peer-to-Peer覆盖网络及其动态哈希路由机制,因此保持了Peer-to-Peer网络支持大规模、支持成员动态变化的优点。但目前对基于Peer-to-Peer网络的应用层多播的研究还处于探索阶段,对于应用层多播的模型、性能分析、性能优化的研究都没有展开。设计了基于Peer-to-Peer网络的应用层多播的三层体系结构,并描述了各组成部分的功能。将应用层多播自下而上分为三层:Peer-to-Peer网络抽象层,多播服务层和多播应用层。Peer-to-Peer网络抽象层提供动态哈希路由支持;多播服务层运行多播路由协议,计算多播转发路径,向多播应用层提供多播调用接口;多播应用层可支持多种不同的多播应用。本论文研究内容来源于国家自然科学基金项目“下一代网络服务体系结构和关键技术的研究”。