组播是面向组接收者的高效信息分发方式,其应用随着网络的发展而日趋广泛,应用层组播(ALM)因其易于部署而迅速替代IP组播成为目前网络组播的热点。应用层组播通过组播数据在终端主机之间的单播完成组播功能,是组播思想和单播应用相结合的技术,然而由于应用层组播中数据复制转发节点是具有自主性的终端主机,其动态性和转发能力给组播应用带来了一系列新的挑战,如应用层组播系统的稳定性,最小延时组播树的生成,应用层组播密钥管理等问题。　　 本文首先分析了影响应用层组播稳定和延迟的3个因素:节点的稳定概率、节点的出度约束和节点之间的单播代价,根据这些因素抽象出基于稳定概率的度约束边带权应用层组播树生成模型(T-SDE),给出组播树稳定度(SD)在该模型下的表达形式,并证明T-SDE问题属于NP-hard。　　 为解决稳定的应用层组播最小延时生成树问题,分析了节点的链路贡献度(CL)和稳定概率对应用层组播树稳定性和延时的影响,给出解决T-SDE问题的一类基于节点稳定概率和链路贡献度的应用层组播树生成算法；实验表明,该类算法生成的组播树在最大延时,平均延时和稳定性等方面具有较大的优势。　　 组播密钥管理是保证应用层组播安全的核心技术,针对应用层组播密钥管理的特点和要求,本文提出一种家庭家族式应用层组播组密钥管理方案(HFKM),给出了该方案的组播密钥初始化算法、用户加入时的密钥更新算法和用户退出时的密钥更新算法；并从用户的密钥存储量,密钥更新时的计算开销和通信开销等3个方面分析了家庭家族式密钥管理方案的效率；理论分析和实验表明,该方案能够紧密结合应用层组播的数据转发拓扑,充分利用组播树的稳定性和低延迟性,不需要维护特殊的密钥管理拓扑,提高了密钥管理的效率。