随着光通信技术和数字传输技术的飞速发展,数据通信网中的带宽和服务质量问题已经不再成为瓶颈,从而促使Internet上的各种业务向着宽带和实时的趋势发展。作为典型的实时IP业务,VoIP(Voice over IP)技术在这种背景下得到了广泛的重视与长足的发展。VoIP网关是VoIP系统中最重要的部分,利用VoIP网关可以为各种接入用户提供廉价的VoIP应用和VoIP基础上的多样化的增值服务。SIP(Session Initiation Protocol)协议以其实现简单、可扩展性好等优点,被越来越多的VoIP网关选择为提供建链功能的信令协议。由于不同网关物理接入媒介的不同,在VoIP网关中提供具有通用性的SIP协议栈的实现和相关的SIP协议扩展具有深刻的意义和实用价值。本文在深入分析了VoIP业务的前景和当前主流的VoIP信令协议的基础上,着重阐述了SIP协议的层次架构和网络体系,并分析了SIP协议的扩展机制和服务框架。以VoIP网关和VoIP综合通信系统等项目的需求为背景,提出了基于层次结构的软件框架,划分了信令转换模块屏蔽物理接入媒介的不同,引入多用户多对话管理机制,从而给出了具有良好的可移植性和可扩展性的VoIP网关中SIP协议栈实现的解决方案。文中详细介绍了各个层次模块的功能和设计,描述了重要的协议流程和设计方法,重点阐述了关键技术的使用和实现中需要解决的问题,最后设计了网络拓扑对协议栈进行了功能测试,测试结果表明该SIP协议栈的实现完全满足VoIP网关对信令建链功能的需求。这种SIP协议栈的构建方式已经应用于小型VoIP网关和VoIP综合通信系统中,研究和实践表明,该方案具有良好的可移植性并且适用于不同的VoIP应用场合。