基于SIP协议的服务可以用在市话和长途电话技术、在线消息和即时消息、I.Centrex/Hoste.PBX、语音短信、一键通话、多媒体会议等。SIP的提出和发展为IP电话技术的成熟和演进提供良好的协议级别的支持。本文旨在充分理解和利用SIP为IP电话业务发展带来的契机，在基于SIP协议的网络架构的基本理论和几个方面关键技术进行了较为深入的研究、以及与之对应的工程实践。　　 本文首先详细介绍了SIP协议的优势，对SIP的概念、功能和组成部分进行了阐述。整体描绘了SIP的框架以及报文等方面的知识，为后续关键技术的深入研究提供了理论基础。　　 SIP协议下的系统大多采用P2P架构，其基于企业级的应用已经比较成熟。本文结合较长实践的跟踪研究，运用数学手段相对深入研究和分析了P2P系统下节点的特征，给出了基于RSM的P2P系统架构性能检测方法，可以用来分析失效和流失模型下所有P2P系统框架的性能。在理论分析的基础之上，提出“可绕性”概念，用于评价不同网络拓扑结构的系统性能的应用导向。　　 本文集中探讨了SIP协议下的安全认证机制，其HTTP摘要式身份验证的脆弱性是走向商用必须要解决的问题。在无证公钥密码体制(CL-PKC)的基础上，提出了一种新的安全认证和密钥协商机制(S-CK)。它可以在未知的域中建立连接，相互认证和共享信息。本文给出了S-CK协议的定义，并且简述了其认证步骤，最后给出了S-CK协议的安全属性和配置。　　 最后本文分析了主流IP电话协议，总结出其发展趋势是以松耦合、多应用、高扩展性的SIP协议将成为主导。根据现有IP电话运营的实际情况，H.323协议在向SIP协议过渡时必然会存在一个较长时间的共存期。因此本文给出了以软件换为中心的H.323和SIP互通方案，很好的实现了呼叫双方的互通，而且可以扩展到许多个通信协议。