流媒体技术有着巨大发展前景，因此长期以来一直是研究的热点。流媒体系统的各项关键技术已经随着研究的深入而不断进步。但就目前来说，虽然市场上已经有不少商业解决方案可供选择，但是构建一个大规模的、低成本的流媒体系统，还是一项很有挑战性的工作。其难点在于服务器本身能力，服务器出口带宽和网络带宽的限制。在相关的体系结构领域，Grid技术正蓬勃发展，不断无缝连接已有的资源组成大规模的强有力的系统，成为组织大规模系统的首选方式；而P2P潮流正盛，以低廉的代价聚集客户端的力量，其扩展性和灵活性正越来越受到人们的重视。 正是在这样的背景下，本文研究了已有的流媒体系统的关键技术和体系结构，试图从Grid和P2P角度解决构建大规模流媒体系统的问题。在体系结构中，安全性也是一个实用系统必须要考虑的问题，本文针对P2P和大规模的环境进行了研究。 本文首先分析总结了传统流媒体系统的关键技术，将这些技术分为视频压缩和编码技术，服务器组织和调度技术，网络传输的技术和协议，流共享技术，映像和缓存技术等5类。在此基础上，本文总结了流媒体体系结构的发展，指出了解决面向大规模的流媒体系统体系结构的发展方向，这也是本文的研究重点，即联合已有的系统Grid方向和P2P方向。 本文在面向大规模的流媒体系统体系结构方面的工作主要在于：首先，提出了一个基于Grid架构的流媒体系统SMGrid，或者说是一个流媒体网格，给出了SMGrid的系统结构、处理流程以及各个部分的功能，以及利用Globus基础设施的实现方案。SMGrid利用成熟的Grid技术，联合已有的流媒体系统，组成大型流媒体系统。其次，本文提出了一个基于P2P的流媒体系统NDPoLo，给出了NDPoLo的系统结构，组播树维护协议，本文还对该系统给出了一个基于激励机制的运营模式分析。NDPoLo有着很好的可扩展性，低廉的运营成本。 在安全性方面，针对P2P中保护参与节点的要求，探讨了P2P中的匿名性问题，提出了一个基于组播的匿名文件访问协议Mapper。Mapper利用多级代理转发技术和IP组播技术相结合，实现了数据访问过程中通信实体双方的相互匿名，其组成员筛选过程中采用了自适应缓存策略，提高了数据访问效率和资源利用率。组播是大型流媒体系统中常用的有效传输技术。目前的组播协议对加入组播组没有限制，为此本文研究了组播的安全性问题，提出了一个自适应的组播密钥更新算法。这个算法减少了通信的消息数，降低了延迟，是构建大规模动态安全组播的基础。