В основном принцип действия серверов IP-телефонии такой: с одной стороны, сервер связан с Интернетом и может связаться с любым компьютером в мире. С другой стороны, сервер связан с телефонными линиями и может соединиться с любым телефоном мира.

Сервер выполняет следующие действия:

- принимает стандартный телефонный сигнал,

- оцифровывает его, если он изначально не цифровой,

- сжимает причём значительно,

- разбивает на пакеты,

- отправляет через Интернет по назначению с использованием протокола Интернет (TCP/IP).

Для приходящих из сети на телефонный сервер пакетов, в отличие от пакетов, уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие операции (вход сигнала в телефонную сеть и его выход из телефонной сети) происходят практически синхронно, что позволяет обеспечить полнодуплексный разговор. На основе этих базовых операций можно построить различные конфигурации. Допустим, звонок компьютер-телефон или телефон-компьютер может обеспечивать один телефонный сервер. Для организации связи телефон (факс)-телефон (факс) нужно уже два сервера.

Международная (междугородняя) связь организуется с помощью телефонных серверов, организация или оператор услуги должны иметь по серверу в тех местах, откуда и куда будут делаться звонки. Стоимость такой связи на существенно меньше стоимости телефонного звонка по обычным телефонным линиям. Особенно велика эта разница для международных переговоров.

Для организации телефонной связи по IP-сетям используется специальное оборудование - шлюзы IP-телефонии. Каждый шлюз соединен с телефонным аппаратом или абонентской линией АТС, пользователи которых будут абонентами IP-шлюза. Два абонента разных IP-шлюзов, разделенные расстоянием в тысячи километров, могут общаться в режиме реального времени, оплачивая только время для подключения к сети. С равным успехом IP-шлюз может использоваться и в корпоративной локальной сети.

Общий принцип действия телефонных шлюзов IP-телефонии похож на принцип действия IP серверов:

- шлюз принимает телефонный сигнал,

- оцифровывает его,

- сжимает причём значительно,

- разбивает на пакеты и отправляет через IP-сеть по назначению.

Определение и соединение с нужным шлюзом происходит по таблице маршрутизации, заполняемой через Web-интерфейс или telnet. Изменение/добавление/удаление IP-адреса возможно в любое время с помощью интерфейса.

Наиболее экономичный способ организации выноса емкости управляющей АТС в филиалы (например, связь центрального офиса с магазинами) - использование IP-шлюзов. Такое решение позволяет отказаться от оплаты абонентских линий городской телефонной сети и ограничиться лишь подключением филиала к сети передачи данных. В случае если филиалы расположены в разных городах, существенно снижаются и расходы на междугородние звонки.

Еще одним способом применения IP-шлюзов является подключение к сети оператора IP-телефонии. В этом случае можно совершать вызовы на любые телефонные номера оператора. Стоимость звонка будет существенно дешевле, так как междугородние/международные тарифы операторов IP-телефонии существенно ниже тарифов операторов телефонной связи.