随着网络技术和通信技术的快速发展,实时语音、视频等多媒体应用得到迅速推广和普及,用于管理多媒体会话建立、修改和终止等过程的信令控制协议必不可少。会话初始化协议(SIP)是由因特网工程任务组(IETF)针对Internet的网络结构提出的一种新的信令控制协议,与传统的H.323协议簇相比,SIP协议更适合基于IP网络的会话管理。SIP协议在开放性,灵活性,可扩展性和移动性等方面的优势使得基于SIP协议的多媒体应用技术有着广阔的发展空间。在SIP网络中,代理服务器是其中的核心元素,主要负责SIP消息路由转发,对实现SIP智能终端的移动性和SIP网络的功能分布和策略部署起着决定性作用。本文首先对SIP协议的网络结构,组成元素,消息机制和信令流程等方面进行深入分析,然后结合开源SIP协议栈源代码重点研究了SIP的事务状态机和分层实现机制,在此基础上详细描述了代理服务器的框架结构,模块间通信机制和重要模块的设计与实现,通过在实验室环境下建立SIP通信网络对设计并实现的代理服务器进行了测试,以验证其符合协议标准规定。SIP代理服务器工作在开放、复杂的互联网环境中,较容易受到拒绝服务攻击。本文针对代理服务器可能受到的拒绝服务攻击进行研究,提出基于状态转换模型的防御策略,并在实验环境下验证该方法防御拒绝服务攻击的可行性。