此时当然要求ALG功能驻留在NAT/Firewall设备中，要求这些设备本身具备应用识别的智能。支持IP语音和视频协议(H323、SIP、MGCP/H248)的识别和对NAT/Firewall的控制，同时每增加一种新的应用都将需要对NAT/Firewall进行升级。
在安全要求上还需要作一些折衷，因为ALG不能识别加密后的报文内容，所以必须保证报文采用明文传送，这使得报文在公网中传送时有很大的安全隐患。NAT/ALG是支持VOIPNAT穿透的一种最简单的方式，但由于网络实际情况是已部署了大量的不支持此种特性的NAT/FW设备，因此，实际应用中，很难采用这种方式。
MIDCOM方式
与NAT/ALG不同的是，MIDCOM的基本框架是采用可信的第三方(MIDCOMAgent)对Middlebox(NAT/FW)进行控制，VOIP协议的识别不由Middlebox完成，而是由外部的MID COM Agent完成，因此VOIP使用的协议对Middlebox是透明的.
由于识别应用协议的功能从Middlebox移到外部的MIDCOMAgent上，根据MIDCOM的构，在不需要更改Middlebox基本特性的基础上，通过对MIDCOMAgent的升级就可以支持更多的新业务，这是相对NAT/ALG方式的一个很大的优势。
在VOIP实际应用中，Middlebox功能可驻留在NAT/Firewall,通过软交换设备(即MIDCOMAgent)对IP语音和视频协议(H323、SIP、MGCP/H248)的识别和对NAT/Firewall的控制，来完成VOIP应用穿越NAT/Firewall.在安全性上，MIDCOM方式可支持控制报文的加密，可支持媒体流的加密，因此安全性比较高。
如果在软交换设备上实现对SIP/H323/MGCP/H248协议的识别，就只需在软交换和NAT/FW设备上增加MIDCOM协议即可，而且以后新的应用业务识别随着软交换的支持而支持，此方案是一种比较有前途的解决方案，但要求现有的NAT/FW设备需升级支持MIDCOM协议，从这一点上来说，对已大量布署的NAT/FW设备来说，也是很困难的，同NAT/ALG方式有相同的问题。
STUN方式
解决穿透NAT问题的另一思路是，私网中的VOIP终端通过某种机制预先得到出口NAT上的对外地址，然后在净载中所填写的地址信息直接填写出口NAT上的对外地址，而不是私网内终端的私有IP地址，这样净载中的内容在经过NAT时就无需被修改了，只需按普通NAT流程转换报文头的IP地址即可，净载中的IP地址信息和报文头地址信息是一致的。STUN协议就是基于此思路来解决应用层地址的转换问题。
STUN的全称是SimpleTraversalofUDPThroughNetworkAddressTranslators,即UDP对NAT的简单穿越方式。应用程序(即STUNCLIENT)向NAT外的STUNSERVER通过UDP发送请求STUN消息，STUNSERVER收到请求消息，产生响应消息，响应消息中携带请求消息的源端口，即STUNCLIENT在NAT上对应的外部端口。
然后响应消息通过NAT发送给STUNCLIENT,STUNCLIENT通过响应消息体中的内容得知其NAT上的外部地址，并将其填入以后呼叫协议的UDP负载中，告知对端，本端的RTP接收地址和端口号为NAT外部的地址和端口号。由于通过STUN协议已在NAT上预先建立媒体流的NAT映射表项，故媒体流可顺利穿越NAT.
STUN协议最大的优点是无需现有NAT/FW设备做任何改动。由于实际应用中，已有大量的NAT/FW,并且这些NAT/FW并不支持VoIP的应用，如果用MIDCOM或NAT/ALG方式来解决此问题，需要替换现有的NAT/FW,这是不太容易的。
而采用STUN方式无需改动NAT/FW,这是其最大优势，同时STUN方式可在多个NAT串联的网络环境中使用，但MIDCOM方式则无法实现对多级NAT的有效控制。
STUN的局限性在于需要VOIP终端支持STUNCLIENT的功能，同时STUN并不适合支持TCP连接的穿越，因此不支持H323.另外STUN方式不支持对防火墙的穿越，不支持对称NAT(SymmetricNAT)类型(在安全性要求较高的企业网中，出口NAT通常是这种类型)穿越。
TURN方式
TURN方式解决NAT问题的思路与STUN相似，也是私网中的VOIP终端通过某种机制预先得公网上的服务地址(STUN方式得到的地址为出口NAT上外部地址，TURN方式得到地址为TURNServer上的公网地址)，然后在报文净载中所要求的地址信息就直接填写该公网地址。
TURN的全称为TraversalUsingRelayNAT,即通过Relay方式穿越NAT.TURN应用模型通过分配TURNServer的地址和端口作为私网中VOIP终端对外的接受地址和端口，即私网终端发出的报文都要经过TURNServer进行Relay转发，这种方式除了具有STUN方式的优点外，还解决了STUN应用无法穿透对称NAT(SymmetricNAT)以及类似的Firewall设备的缺陷，同时TURN支持基于TCP的应用，如H323协议。此外TURNServer控制分配地址和端口，能分配RTP/RTCP地址对(RTCP端口号为RTP端口号加1)作为私网终端用户的接受地址，避免了STUN方式中出口NAT对RTP/RTCP地址端口号的任意分配，使得客户端无法收到对端发来的RTCP报文(对端发RTCP报文时，目的端口号缺省按RTP端口号加1发送)。
TURN的局限性在于需要VOIP终端支持TURNClient,这一点同STUN一样对网络终端有要求。此外，所有报文都必须经过TURNServer转发，增大了包的延迟和丢包的可能性。
