近年来，VoIP(Voice over IP)技术及其业务的迅速发展，对传统的电信业务造成了巨大的冲击。VoIP网络通过网关等设备，以PSTN作为用户的接入设备，用IP网络代替昂贵的传统传输网络，从而大大的降低了通信成本，节省了通话费用。由于IP电话具备一定的技术优势与时代特征，一旦解决传输和语音质量问题，就会对传统电话产生巨大冲击，具有很大的市场空间。　　 NAT和防火墙设备的存在阻碍了很多应用和协议在Internet上的部署和实施，使得VoIP应用在数据的传输过程中遇到了很大的困难。在局域网环境下，由于没有NAT和防火墙的限制，同一个局域网内的各种应用程序可以畅通无阻的通信。　　 本文设计实现的虚拟局域网利用TUN/TAP虚拟设备和TUNNEL技术，可以突破NAT和大多数防火墙的限制，使受限的应用可以正常的通信。本文介绍了IP电话的发展及IP电话的工作原理和相关的标准及协议，分析了现有的穿越NAT/FW方法，并提出了一种新型的穿越方法，即在现有的网络中构建一个虚拟局域网。　　 SoftHub是虚拟局域网的服务器端程序，功能上类似于真实局域网环境下的集线器(Hub)，负责对虚拟局域网中信令的处理和数据的转发，是虚拟局域网的核心组成部分。　　 本文主要解决的是SoftHub的程序和私有协议的设计与实现，在穿越NAT方面借鉴了STUN、TURN和ICE方案，对需要通过SoftHub转发的数据采用了Treap树进行调度，提高了效率，另外由于对数据进行了加密，减弱了防火墙对数据流的阻碍。　　 在本文的第三部分详细介绍了虚拟局域网服务器端程序SoftHub的数据结构和内部逻辑的设计与实现，其中用到了很多UNIX/Linux和网络编程的高级技术和设计思想。