网络中信息流量在不断增长，基于Internet的各种业务飞速发展，基于IP的语音技术VoIP就是其中之一。SIP协议作为VoIP系统中重要的多媒体通讯协议之一，正受到越来越多的重视，并逐渐成为各运营商和厂商的业务产品主流IP信令技术。 在IPv6短期内不会在全球推广使用的今天，NAT(NetworkAddressTranslate，网络地址转换)成为解决IP地址资源的匮乏问题的普遍手段。然而，NAT技术却成为VoIP通信的障碍，因为SIP协议是一个端到端的多媒体控制协议，其消息中必须包含IP地址信息，所以如何使拥有私网IP地址的用户互通成了SIP应用中所要解决的一个重要问题。 本文就基于SIP协议的原理及其NAT穿越技术展开研究。首先简单介绍了VoIP的产生、发展，基于SIP的VoIP系统的结构，讨论了SIP协议和SDP协议。然后列举了目前几种典型的NAT及其特点，在此基础上分析了对于多种NAT穿越方案，详细研究了ICE方案，并作了改进实现。改进方案能有效降低原方案的复杂度。目前关于SIP安全的问题，大多都没有考虑到NAT穿越的影响，也就是说所考虑的SIP安全都是在公共IP下进行的。在IPv6不能马上实施的情况下，企业网、校园网、专用网内部都在使用私有地址，这样如何使SIP消息即可以穿越NAT又可以保证通话的安全就成为需要研究的课题。论文最后提出了一个结合IPsec的NAT的穿越方案，此方案实现了SIP的NAT穿越，同时又可以有效的保证通话的安全。