随着互联网上并发用户对流媒体应用需求的不断增加，流媒体技术和应用层组播技术的紧密结合，解决了大规模一对多通信问题，成为当前互联网上一个重要的研究方向。本文基于“中国下一代互联网大规模路由和组播技术的研究与试验”项目，对应用层组播流媒体系统中的核心——流媒体处理技术进行了研究与实现。流媒体的处理因其重要性和复杂性成为该领域研究的焦点，本文通过对流媒体技术、应用层组播技术的深入研究，提出了一个应用层组播系统中流媒体处理过程的设计方案，并对其合理性、高效性等进行分析论证，在此基础上实现了一个采用面向对象技术、基于IPv4/IPv6网络环境的流媒体数据处理系统。本文详细论述了流媒体数据处理系统的设计与研发过程，包括采集/编码、数据封装/缓存管理、网络传输、转发以及本地回放等关键环节，采用多线程同步机制与调度策略实现了各环节间相互协作，对各环节中涉及到的技术难点如接口设计、网络传输控制、缓存填充及替换策略、数据包的调度、读写速度控制等进行深入的研究，并提出解决方案。由于网络的动态变化，给流媒体处理也带来不可预测的问题，本文采用异常安全与异常中立机制增强了系统的健壮性，并解决了视频直播系统中遇到的判断节点离开的问题，减少了节点重连时缓冲时间，优化了系统性能。该系统已在中国教育科研网CERNET及中国下一代互联网CNGI-CERNET2上实际运行，经过测试，结果表明系统中有关流媒体处理所采用的技术及实现方案是合理的、有效的，同时系统具有可扩展、低成本、易于实现、通用等特点，有较高的应用价值。