随着进入日新月异的信息科学技术时代，网络视频业务已经成为当前互联网的重要应用之一。视频流媒体被广泛的应用于在线视频，交互式网络电视，移动电视服务。许多设计上的挑战，例如带宽缺乏，存储容量限制，随机信道质量波动，多用户的公平性资源分配，都需要解决。而这些领域中存在着大量的随机优化问题。本文对其中两个重大问题进行研究：大规模视频服务器集群节能问题，基于用户体验的可伸缩视频的无线网络传输问题。　　 服务器节能是一个近年来备受学术界和工业界关注的研究热点。随着流媒体广泛应用，特别是交互式网络电视业务的兴起以及三网趋于融合。能提供用户通过网络观看视频的机会的视频点播服务，面临着并发用户数急剧增加的挑战。为了满足不断增长的网络流量以及用户数量的需求，视频点播服务器集群规模也不断地扩张，实现低消耗，高性能、易用性和可扩展性。但是，不可忽略的一个事实是相比于十年前，服务器能耗增长了10倍，导致了大规模服务器集群的高能耗。因此，对于大规模集群式流媒体系统，能耗问题已成为迫切需要解决的问题。　　 在本文中，我们针对大规模视频服务器集群节能问题，提出一个服务器调度机制，根据动态的用户负载来开关服务器。我们定义系统过载率为服务质量，将节能问题转化为在服务质量约束下最小化开启服务器的数量。采用迭代最小二乘预测在线用户数，并利用大偏差原理估计超负率，我们提出一个不需要先验信息的实用的动态服务器调度策略。我们进一步讨论了负载迁移和负载分配技术在节能方面的影响。最后分别利用合成以及真实的数据，对算法进行了仿真验证。　　 另一个研究问题是基于用户体验的可伸缩视频的无线网络传输问题。我们通过联合考虑无线信道条件和可伸缩视频编码，提出一种在无线网络中对于视频流的，自适应的可伸缩视频层数选择机制。我们的目标是设计一个能够提供较好用户体验的视频传输机制，也就是能够提供长期平滑的视频播放效果以及较高质量的视频播放效果，同时维持多用户之间的公平性。我们首先设计了一个自适应的长期层数选择机制，决策每个用户接收的视频层数，来使得所有视频流的总的视频质量最大化，同时避免出现视频层数的较大波动。然后我们应用了一种信道分配调度算法，考虑当前信道的容量以及视频的最后发送期限。我们将所提出的策略与几种对比方案比较，仿真结果显示了我们提出方案的有效性。