传统C/S流媒体直播模式的瓶颈，以及IP组播部署上的困境，使得研究人员开始转向研究基于对等网络的应用层组播方案。P2P技术与应用层组播技术的结合，能够发掘网络上对等节点的计算资源，通过节点间的单播来模拟组播服务，具有良好的可扩展性，因而被视为IP组播的替代方案。 本文在引入P2P应用层组播的概念的基础上，对比分析了主流的：P2P流媒体直播模型，介绍了流媒体传输、Windows Media等系统相关技术。之后，对小规模多源组播方案ESM和ALMI、大规模单源组播方案NICE和ZigZag、适应节点稳定性不足的方案CoopNet和PeerCast等方案等进行了比较研究。其中，PeerCast以简洁的拓扑维护策略，轻量级的原语和灵敏的邻居节点失效发现机制较好地适应了节点不稳定性带来的QoS抖动。 本文设计并实现了一个P2P流媒体直播框架，包括视频节目源服务器、节目菜单服务器、性能数据获取服务器、根节点服务器以及客户端等组成部分。框架具有以下特点：(1)拓扑简洁，易于实现，路由信息分布存储；(2)容错性：备份链路机制能提供较好的QoS保障；(3)轻量级：较低的节点间延迟，对节点加入退出反应迅速。在此框架上，可以方便地进行各种视频直播相关的实验，框架具有良好的可扩展性。 框架基于改进的PeerCast算法，实现了PeerCast的原语和拓扑维护机制，还加入了备份链路、节点距离判断等改进策略。测试表明，这些策略能够很好地适应节点加入退出对QoS带来的负面影响。 本文所设计和实现的方案不仅可以应用在流媒体直播方面，在许多需要集中点算法进行数据分发的场合，如视音频会议、文件分发等领域都具有重要的意义。