Heli edastusel üle interneti on oluline, et kahe lõpppunkti vaheline ühendus oleks madalate viivitustega, et vältida katkestused kõnes ja edastada osapooltele ladus vestlus. Voiceover Internet Protocol (VoIP) protokoll spetsifitseerib heli ülekande ja vastuvõtu üle interneti. Ühendus helistaja ja kõne vastuvõtja vahel saavutatakse kasutades seansialustusprotokolli (SIP -Session Initiation Protocol). SIP kasutab seansside kirjeldamiseks seansikirjeldusprotokolli (SDP -Session Description Protocol) ja tegeliku transpordi jaoks reaalaja-transpordiprotokolli (RTP - Real-time Transport Protocol). SIP võimaldab mitmeid funktsioone, nagu kõne jaoks kasutatava koodeki kokkuleppimine, kõnede suunamine, kõnede lõpetamine.

Teine protokoll, mida kasutatakse üle interneti heli ja videokonverentside vahendamiseks on H.323, mille transpordiprotokoll on samuti RTP.

RTP on protokoll rakenduse ja transpordikihi vahel, mis kannab juhtinfot nagu pakettide järjekorranumbrid ja ajatemplid sünkroniseerimiseks. Multimeediarakendused vajavad seda infot, et tagada kvaliteetne ja aktsepteeritav teenus. Seega pakub RTP rakendustele spetsiifilist transporditeenust, mis on sobiv reaal-ajas info ülekandeks. RTP kasutaba tavaliselt UDP transpordiprotokolli, mis on ühenduseta protokoll ja ei võimalda varustada pakette kontrollinfoga. Ka RTP ei taga infopakettide kättetoimetamise kontrolli või õiges järjekorras edastust vaid varustab multimeediarakendused kontrollinfoga, mis aitab rakendustel vastuvõtja poolel taastada saadetud infovoo.RTP'ga määratakse igale infoallikale sõltumatu pakettide voog (stream). RTP toetab järgmisi teenuse tüüpe:

• Punktist-punktini (üksikedastus): info saatja saadab eraldi voo igale vastuvõtjale
• Punktist-mitmele punktile (multiedastus): saatja saadab info korraga mitmele vastuvõtjale

Joonis 4‑14. RTP protokolli paigutus TCP/IP mudelil

IP telefon (VoIP phone) on seade, mis võimaldab kasutada tavalise telefoni funktsionaalsust nagu kõnede alustamine ja vastuvõtmine aga kasutab IP võrguühendust traditsioonilise fikseeritud telefonivõrgu (PSTN - Public Switched Telephone Network) asemel. Kuna IP telefoni heliülekanne toimuv üle sama IP võrgu, mis on olemas enamikes asukohtades nii ettevõtetes kui lõpptarbijatel, siis läheb varasema kahe kaabliühenduse asemel vaja vaid ühte, mis aitab kokku hoida installatsiooni ja hoolduskulu. Lisaks võimaldavad IP telefonid pakkuda teenuseid üle IP võrgu nagu iga teine internetti ühendatud seade ja see funktsionaalsus ei ole lihtsasti kättesaadav üle traditsioonilise telefonivõrgu. Näiteks võib selliste teenuste hulka kuuluda integreerimisvõimalus ettevõtte serveris asuva kalendri ja kontaktiraamatuga.

IP telefoniga on võimalik luua ka partnervõrgu (Peer-to-peer network) kõnesid, mille puhul seadmed ühenduvad otse ja vahendavad helivoogu omavahel. Samas analoogtelefonid ja mobiiltelefonid ei saa kasutada SIP või partnervõrgu kõneseanssi. Selleks kasutavad mitmed VoIP keskkonnad IP kodukeskjaama(IP PBX - Internet Protocol Private Branch Exchange), mis on sillaks IP telefoni ja fikstelefonivõrgu telefoni vahel. Analoogtelefonid ja mobiiltelefonid saavad ühenduda fikstelefonivõrguga. Kui marsruutida heli IP telefonilt läbi IP PBX ja PSTN seadmete saab IP telefon luua ühenduse analoog- või mobiiltelefoniga.
IP PBX toimib samaaegselt SIP serverina ja heliedastuslüüsina (voice gateway). Mitmed IP PBX seadmed saab seadistada tööle hierarhiliselt.

VoIP seadmed adresseeritakse nii telefoninumbriga kui ka SIP ühtse ressursi-indikaatoriga (URI - Uniform Resource Identifier). See tähendab, et seadmel on nii standardne telefoninumber kui ka SIP URI (näiteks keegi@test.ee). Kui väljaminev kõne tehakse läbi IP kodukeskjaama kasutades tavatelefoninumbrit, siis üritab keskjaam viia telefoninumbrit kokku SIP URI aadressiga.Eduka URI tuvastamisel saavad helistaja ja vastuvõtja luua partnervõrgu kõne ilma IP kodukeskjaama marsruutimist kasutamata. Kui SIP URI puudub siis saadetakse kõne üle PSTN võrgu. IP telefon ja IP PBX suhtlevad VoIP kaudu aga IP PBX ja vastuvõtja ühenduvad üle PSTN võrgu.

Ainult partnervõrgu helikõnede puhul ei ole IP PBX kasutusel.Partnervõrgu kõneteenust pakuvad mitmed kiirsuhtlusrakenduste tootjad.