随着因特网的迅速发展,用户对新业务的需求不断增加,传统的电信网络和IP网络的融合已成为必然,而基于软交换的下一代网络技术(NGN)可以实现无缝连接,是业界研究的热点。利用软交换技术,可以最大限度保护现有的电信网络的投资,同时提供比传统业务更多、更好的服务,促进现有电信网络向下一代网络平滑演进。 大规模的应用NGN将极大的增加对IP地址的需求。当前解决IP地址匮乏问题的方案有CIDR、NAT技术和IPv6等,使用比较广泛的是NAT技术。NAT技术是在一个网络内部的节点与外部Internet网络进行通讯时,网络中的IP包从源地址在到达目的地址的过程中,NAT修改该IP包的源、目的地址(IP)和源、目的端口(Port),通过这个修改将其内部自定义的IP地址转换为合法的公用IP地址的过程。而基于H.323、SIP等协议的NGN应用需通过信令消息中的IP地址和端口来实现目的地寻址,因此私网内用户在穿越NAT和公网用户通信时不仅需要对TCP/UDP层的端口信息以及IP层的源地址和目的地址进行变换,还需对IP包载荷中的相关地址信息进行变换,由此产生了穿越NAT的相关问题。因此穿越NAT问题是目前开展NGN业务最大的障碍,迫切需要解决。SIP作为软交换中的一个重要协议,目前受到广泛的关注。本文的焦点是针对SIP的特点,研究SIP协议穿越NAT的实现。 本文针对SIP协议穿越NAT的问题以及NAT和SIP各自的特点,分析了目前业界穿越NAT最常用的几种解决方案,在这些基础上提出了SIP应用层网关的解决方案。对SIP应用层网关及其实现,目前虽然已经有了一些研究,但是还很不完善。目前的一些相关草案都仅仅是对SIP报文修改部分或者其他部分做了一些建议。本文在相关资料基础上提出了一个统一的基于SIP的应用层网关实现框架,该框架下定义了实现一个基本的SIP应用层网关所应该完成的工作和遵循的流程。研究和实践表明,本文所提出的SIP的应用层网关的解决方案能够有效的解决典型的SIP穿越NAT问题,为NGN的大规模应用提供了参考。