现在的通信市场竞争非常激烈，不管是传统的互联网通信，还是现在发展势头强劲的移动互联网通信，要想脱颖而出，商家最终都得从“平台”和“管道”提供商的角色向“服务”提供商转变。只有为用户提供高质量的服务，才能保证用户粘性，而打造一个高可用性的服务平台就是其中最关键的一步。现在的移动互联网业务主要由SIP作为控制信令协议，而基于SIP的多媒体会话具有实时性高等特点，因此相比传统的Web集群、数据库集群以及文件系统集群，SIP集群系统在系统吞吐量、系统响应时间以及容错等方面都面临着很多新的挑战。首先通过分析现有国内外商用系统和开源项目的SIP集群系统解决方案，了解到其中使用的相关技术以及系统还存在的缺陷，然后又具体分析了SIP服务集群系统中使用的关键技术。在此基础上又重点研究了SIP服务器集群系统的核心技术，即负载均衡技术，对现有的几种SIP环境下常用的负载均衡技术方案进行了对比分析，然后在此基础上提出了一种新的负载均衡算法，并在理论上进行了算法性能的对比和评估。最后为了验证这种新的负载均衡算法，给出了该系统的详细设计与实现，主要包括SIP服务器和负载均衡器两大网元的设计与实现，并对通过系统测试验证了系统的各种功能，重点评估了几种负载均衡算法的性能。文中设计的SIP服务器集群系统除了支持负载均衡，还实现了负载均衡器的冗余备份和故障切换，以及服务节点的智能管理。系统中提出的负载均衡技术不仅可以实现负载的均衡分发，还能够感知服务节点的变化，支持系统的动态扩展。系统采用了一种新的基于SIP事务的负载均衡调度算法，可以更精确地衡量服务节点的负载量，有助于负载均衡策略的制定和执行，测试证明该算法比一些传统的调度算法性能更高。