IP电话从20世纪90年代出现至今，经过近十年的发展，其可靠性和语音质量得到了极大的改善，技术日渐成熟，已经发展成为可提供语音、图像、数据以及传真等多种服务的平台，我们称这种新兴的技术为VoIP（Voice over IP）技术。VoIP以其低廉的价格和高度的灵活性受到世人广泛的欢迎和关注，VoIP是新一代网络时代发展起来的最具代表性和发展前途的应用技术之一。尽管如此，VoIP在发展的过程中也不可避免地碰到一些问题，“VoIP穿透NAT/FW的问题”就是其中的一个。
VoIP发展的关键技术之一是信令技术，信令技术用于控制电话呼叫的建立、管理和拆除以及会议参与者之间通信能力的交互，保证电话呼叫的顺利实现和通话的话音质量。H.323和SIP是目前最为广泛应用的两种VoIP信令协议，它们能够提供的信令控制功能基本相同，但是二者在设计风格、信息格式、控制模式等方面都存在着巨大的差异。H.323提出较早，技术比较成熟，现在市面上有很多H.323产品，目前它占据着VoIP控制信令技术的主流；SIP的提出相对较晚，但它以其协议结构简单灵活、分布式的控制模式以及与Internet紧密结合等优点而更加符合VoIP和未来网络发展的趋势，因此日益受到重视。
本文的主要工作是围绕着SIP应用中如何解决“VoIP穿透NAT/FW的问题”而展开的。文章首先对SIP协议进行了较为详细的介绍，然后在此基础上提出了“SIP应用层网关”的方案，该方案试图在SIP信令消息经过NAT/FW时，在应用层上对其进行修改，并通过控制NAT/FW打开必要的资源来实现VoIP应用的穿越。本文对这一方案在理论和实现两个方面进行详细的介绍。

摘要1
Abstract 2
目录 3
第1章 绪论 5
§1.1 IP语音技术（Voice Over Internet Protocol，VoIP） 5
§1.2 VoIP的基本原理 5
§1.3 VoIP的关键技术 6
1.信令技术 6
2.语音编码技术 6
3.实时传输技术 7
4.QoS保障技术 7
5.网络传输技术 7
§1.4 VoIP信令协议 7
§1.4.1 H.323协议系列 8
§1.4.1.1 H.323的体系结构 8
§1.4.1.2 H.323标准协议栈 9
§1.4.1.3 H.323的呼叫过程 10
§1.4.2 SIP协议 12
§1.4.2.1 SIP功能概述 12
§1.4.2.2 SIP的呼叫过程 13
§1.4.3 H.323和SIP协议的比较及SIP的前景 14
§1.5 VoIP穿透NAT/FW的问题 16
§1.6 本文的任务 17
本章参考文献： 19
第2章 SIP协议介绍 20
§2.1 SIP的体系结构 20
§2.2 SIP消息 20
§2.2.1 SIP请求 21
§2.2.2 SIP应答 21
§2.2.3 SIP头域 22
§2.2.4 SIP信息体 23
§2.3 SIP的工作机制 23
§2.3.1 INVITE客户事务（INVITE Client Transaction） 23
§2.3.2 NON-INVITE客户事务（NON-INVITE Client Transaction） 25
§2.3.3 INVITE服务器事务（INVITE Server Transaction） 26
§2.3.4 NON-INVITE服务器事务（NON-INVITE Server Transaction） 27
§2.3.5 SIP服务器 28
本章参考文献： 30
第3章 SIP应用层网关的原理分析 31
§3.1 SIP应用层网关的功能 31
§3.2 SIP应用层网关的实现原理 32
§3.2.1 SIP URI的再认识 32
§3.2.2 内网终端呼叫外网终端 34
§3.2.2.1 SIP应用层网关对INVITE消息处理 35
§3.2.2.2 SIP应用层网关对RESPONSE消息的处理 38
§3.2.3 外网终端呼叫内网终端 41
§3.2.3.1 对INVITE消息的处理 42
§3.2.3.2 SIP应用层网关对RESPONSE消息的处理 45
§3.2.4 跨网络呼叫的总结 46
§3.2.5 私有网络内部消息的处理 47
§3.2.5.1 内部终端的注册 47
§3.2.5.2 内部终端之间的呼叫 48
本章参考文献： 50
第4章 SIP应用层网关的实现 52
§4.1 SIP应用层网关的结构 52
§4.2 SIP应用层网关的工作流程 53
§4.3 SIP应用层网关各功能模块的实现 54
§4.3.1 “SIP消息接收、发送”模块 57
§4.3.2 “URI信息数据库访问”模块 58
§4.3.3 “ALG信息管理”模块 59
§4.3.4 “RTP数据转发器及环境”模块 60
§4.3.5 “SIP消息处理及对话维护”模块 61
§4.3.5.1 内部消息的处理 62
§4.3.5.2 跨网络消息的处理 63
§4.3.6 SIP URI信息管理系统 66
§4.4 SIP应用层网关的测试 66
§4.5 本章小节 67
本章参考文献： 69
第5章 SIP与其它协议的互连 70
§5.1 SIP和H.323之间的互连 71
§5.1.1 信令转换 72
§5.1.2 媒体流格式转换 73
§5.1.3 地址转换 73
§5.2 SIP和ISUP之间的互连 73
§5.2.1 信令转换 74
§5.2.2 媒体流格式转换 74
§5.2.3 地址转换 75
§5.3 小节 76
本章参考文献： 77
第6章 展望和总结 78
§6.1 几种“VoIP穿透NAT/FW的问题”解决方案的比较 78
§6.2 关于“SIP应用层网关”方案的总结和改进建议 79
本文作者硕士期间发表的文章 80
致谢 81

[1] J.Rosenberg et al.,”SIP:Session Initiation Protocol”,IETF RFC3621 Jun.2002
[2] M. Handley et al.,” SIP: Session Initiation Protocol”,IETF RFC2543 Mar.1999
[3] M. Handley et al. “SDP: Session Description Protocol”,IETF RFC 2327 Apr.1998
[4] J.Rosenberg and H. Schulzrinne, “SIP: Locating SIP Servers”,IETF RFC3263, Jun.2002.
[5] P. Resnick,” Internet Message Format”,IETF RFC2822 Apr.2001
[6] 沈波 张顺颐 沈苏彬”会话发起协SIP的分析和研究”, 数据通信,2001年第4 期
[7] KK Tan and HL Goh,”Session Initiation Protocol”,IEEE ICIT Sep.2002
[8] 邢竞帆,李胜利,” SIP 协议的研究”, 计算机应用, 2001年第8期
[9] 李琳，王新刚，柴乔林,” SIP协议在开放的VOIP模型中的实现”,计算机工程,2002年8月增刊
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