互联网技术的飞速发展和网络应用的不断丰富,让流媒体技术得到了广泛关注和普遍应用。与传统媒体传输和播放方式不同,流媒体用户通过终端可以快速便捷地获取想要的内容。对流媒体数据的采集、加工、存储、调度、传输等关键技术的研究,已成为音视频领域的热点。移动互联网作为传统互联网的延伸得到蓬勃发展,基于HTTP的流媒体技术也被广泛部署和应用,苹果公司的HLS技术是其中具有代表性一种方案。研究和实现基于HLS高效流媒体分发技术是本文的主要工作。针对流媒体分发过程中编码标准的多样性、通信链路状态的不稳定性、终端异构等问题,分析视频编码原理、标准以及转码技术,提出了基于开源库FFmpeg的视频多码率转码方案,该方案能为用户提供差异化、个性化、自适应的转码服务。在大型流媒体分发系统中,通常采用集群服务模式,由于需要对发布的视频文件进行多码率转码以及多副本分布式存储导致大量冗余副本文件产生。如何对这些副本文件进行有效的管理成为提高分发系统服务能力和服务质量亟待解决的关键问题。本文分别就副本对象选取、副本数量控制、副本放置三个方面进行了研究。算法1是副本数量控制算法。算法通过对副本放置和删除代价的合理评价,对副本数量进行动态增删,以提高系统资源利用率。算法2是副本对象选取算法。该算法通过计算文件支持度来表示文件热门程度,然后利用副本预取算法RPA对将来可能成为热门的流媒体文件进行副本复制,通过对这些副本文件的分布式存储来降低用户访问延迟。算法3是副本放置算法。该算法针对集群服务节点的异构问题,使用一种多指标的负载评价方法来计算服务节点的真实负载,并根据计算负载实现集群环境下副本的最优放置。通过仿真实验验证了上述算法的有效性。最后,本文搭建了基于HLS的流媒体分发系统,通过该系统验证了多码率转码方案的可行性和有效性。搭建的系统具有视频上传、切片、转码以及用户管理、视频分发等视频点播网站的基本服务功能。