VoIP(Voice over Internet Protocol)是一种以IP电话为主,并推出相应的增值业务的技术。VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境,提供比传统业务更多、更好的服务。它也是目前Internet应用领域的一个热门话题。SIP协议作为NGN重要协议之一,广泛应用于VoIP等多媒体通信业务中,但SIP本身不支持SIP信令和媒体流穿越NAT和防火墙。VoIP的大规模应用将极大地增加对IP地址的需求,当前VoIP主要使用NAT技术来解决地址匮乏的问题,随之而来却是NAT穿越的问题。这一技术问题阻碍了SP和运营商从VoIP中得到好处。NAT穿越是目前开展VoIP业务最大的障碍,迫切需要解决。本文首先分析了基于SIP的VoIP系统中相关协议,介绍了防火墙与NAT以及Linux下防火墙和NAT的实现方式,并介绍了目前业界NAT穿越的几种解决方案。本文着重给出了一种利用UPnP实现SIPNAT穿越的方案和实现。实现方案归纳了SIP穿越NAT时,所必要的UPnP辅助过程,并提出了一个SIP和UPnP配合工作的流程图,该状态机不仅能够使SIP信令顺利穿越NAT,还可以动态地根据网络的变化保证穿越的持续。本文遵循软件工程的要求,对方案进行了功能测试、性能测试等。研究和实践表明,本文所提出的方案能够有效的解决典型的SIP穿越NAT问题,为VoIP的大规模应用提供了一种手段和帮助。