近年来，随着计算机应用技术的迅速发展与普遍应用，以网络和多媒体技术为基础的网络教育逐渐改变着传统的教育模式。网络多媒体教学系统是一种多媒体技术和网络技术结合的实时应用层组播系统，教师能建立在线网络课堂，将教师端的屏幕画面、教师视频和教师语音三种多媒体信息实时发布到参加课堂的学生端。一个高效率、稳定、延时低的应用层组播方案对于网络多媒体教学系统至关重要。 本文设计并实现了一个共享路径的低代价最短路径算法PSLSPT，该算法用于应用层的流媒体数据组播树，组播树具有源到目的路径最短和整体代价较低的特点。算法的核心内容借鉴了Dijktara单源最短路径思想和DDSP算法的目的节点驱动思想，进而改进DDSP算法，提出了更完备的共享源到目的节点路径的思想。PSLSPT算法构建的组播树性能比DDSP算法更好，经过改进可以用于流媒体应用层组播系统。 本文设计了一个流媒体应用层组播方案，并实现了一个简化的原型系统。该方案为实现大规模的课堂内容分发，在教师机和学生机之间增加了管理服务器和流媒体服务器：针对网络多媒体课堂应用条件，设计了覆盖网络构建、组播树构建和组播树维护策略，覆盖网络尽量匹配物理拓扑结构；结合主机性能和网络性能测量值的评价参数，构建低代价组播树：组播树的维护尽量以较短的时间损耗和较小的代价完成组播树拓扑的重构。此外针对不同局域网间的通信，设计了UDP打洞技术实现的NAT穿透功能。