随着基于组通信多方参与的应用如视频会议、远程教育、视频点播等的需求不断增加,视频组播的应用也越来越广泛。视频流对时延、抖动敏感,带宽需求大,需要可预计的时延和丢失率,即它对服务质量有特定的要求。但目前的Internet 仅提供尽力而为的传送服务,没有明确的时间和可靠性保障。因此,迫切需要一种新的能够提供端到端QoS 的网络模型来满足日益增长的视频组播的需要。此外,由于用户需求、终端的处理能力以及网络本身的异构性,使得以组播数据源以单一速率进行视频组播发布不能满足所有接收者的要求。本文采用将视频数据分层的策略来解决这些异构性问题,并为此在传输网络和终端系统两方面都提出了新的设计方案。在网络方面,在研究了组播技术和IP QoS 体系结构的基础上,本文提出了一个提供端到端QoS 保证的网络模型,这个模型中把网络分为核心网和边缘网,并分别采用了不同的QoS 体系以适应各自不同的网络特点。在核心网络设计中,本文采用了基于MPLS 的DiffServ 网络模型,并对这个模型及其核心技术做出了说明,然后在这种模型的基础上提出了一种新的支持异构QoS 要求的组播机制―MDMS。MDMS 在L3 层(网络层)提供异构QoS 的机制,在L2 层(数据链路层)由MPLS 来实现组播机制,并为了优化分层组播业务而提出了地址编码和地址段(MAS)等新概念。本文通过对MDMS 在提供组播服务的特点,存储消耗以及聚集树等方面的分析,表明了MDMS 达到了设计目标并能在核心网络中能够提供比其他方案更好的性能。在边缘网络设计中,本文采用IntServ 模型来实现QoS 保证,并在研究了现有的IntServ 组播路由协议的基础上提出了一种新的组播路由协议―DQSSMR。DQSSMR 协议摒弃了加入消息的洪泛转发方式,并且改进了候选节点的选择算法和多路径搜索策略。分析表明DQSSMR 改进是有效的。最后,在终端系统方面,本文对分层视频组播应用的终端系统提出了设计方案,包括在研究了H263+等主流视频编码标准的基础上提出的视频发布方案以及端系统的一个简单的自适应控制策略。模拟实验结果证明了视频发布方案和自适应控制策略的有效性。