Oddelenie roviny riadenia a presmerovania dát, čo je jedným z hlavných pilierov SDN spolu s centralizáciou prostriedkov roviny riadenia, vyžaduje komunikačný protokol. V tejto sekcii uvádzame niektoré z nich a začíname s najpopulárnejším – OpenFlow.
OpenFlow je otvorený štandard pôvodne vyvinutý na univerzitách a aktuálne udržiavaný Nadáciou pre otvorenú sieť ONF (Open Network Foundation) [9] – neziskovým konzorciom s úlohou komercializovať a podporovať SDN založené na OpenFlow. ONF bol okázalo úspešný s OpenFlow, ktorý sa stal najpopulárnejším protokolom používaným na komunikáciu medzi rovinou riadenia a rovinou presmerovania dát a v súčasnosti predstavuje fakticky štandard. Táto kampaň ONF viedla však k nedorozumeniu, že OpenFlow je vlastne SDN.
Napriek existujúcim softvérovo založeným riešeniam prepínania dovoľuje skúmať nové metódy a protokoly vytvárania sietí, nemôže však poskytnúť dostatočný výpočtový výkon a/alebo hustotu portov na rozsiahle škálovacie experimenty.
Najjednoduchším príkladom sú mnohé otvorené softvéry, založené na implementovaní protokolov smerovania alebo prepínania, bežiace na univerzálnych počítačoch s niekoľkými sieťovými rozhraniami. Na druhom konci spektra sú hardvérovo založené riešenia výskumu vytvárania sietí ako je NetFPGA, využívajúce špecializovanú kartu FPGA schopnú spracovávať prevádzku linkovou rýchlosťou.
NetFPGA sa používa hlavne v akademickej obci na rýchle posúdenie prototypov, nakoľko je limitovaná len 4 portami na jednu kartu.
Ako bolo uvedené v [10] toto je limitujúci faktor pre vysokoškolských výskumníkov vytvárania sietí, pri kompromise OpenFlow medzi všeobecne nízkou výkonnosťou, nezávislosťou výskumných riešení, uzavretým a nie veľmi modifikovateľným zariadením od komerčných dodávateľov.
Protokol OpenFlow definuje komunikačné rozhranie medzi zariadeniami roviny riadenia a roviny presmerovania a preto musí byť implementovaný na oboch stranách. Pretože OpenFlow poskytuje mimoriadne granulované riadenie na úrovni tokov, umožňuje sieti reagovať na zmeny spojené s topológiou, aplikáciami alebo používateľmi v reálnom čase.
Biela kniha ONF [9] uvádza, že riešenia smerovania v klasickej sieti v súčasnosti nemôžu podporovať riadenie na takejto úrovni granularity.
Keď je paket prijatý prepínačom podporujúcim OpenFlow, je spracovaný reťazcom OpenFlow zloženým z jednej alebo niekoľkých tabuliek tokov. Tabuľky obsahujú vstupy s pravidlami a akciami, ktoré má vykonať s paketom patriacim do toku. Ak sa nenájde zhoda pre paket v žiadnej tabuľke toku a pravidlo na odoslanie takéhoto paketu do riadiacej jednotky existuje, je odoslaný do riadiacej jednotky. Riadiaca jednotka spracuje paket a buď pripojí paket alebo zriadi nový tok vytvorením nového vstupu v tabuľke tokov. Mechanizmus spracovania prijatého paketu v prepínači OpenFlow je zobrazený na obr. 5.
Protokol oddeľovania presmerovacích a riadiacich prvkov ForCES (Forwarding and Control Element Separation) [12] definuje architektúru štruktúry a priradené protokoly na štandardizovanú výmenu informácií medzi rovinou riadenia a rovinou presmerovania v sieťovom prvku ForCES.
ForCES oslovuje hlavne otvorený API/protokol, ktorý poskytuje jasné oddelenie riadiacej a presmerovacej roviny.
Hlavnou prednosťou ForCES je jeho model prepínacieho prvku, ktorý umožňuje popísanie novej funkčnosti roviny presmerovania bez zmeny protokolu medzi rovinami riadenia a presmerovania.
Vývoj ForCES je zameraný na rozloženie sieťového prvku jednoznačne do rovín riadenia a presmerovania. Motiváciou pre to bola snaha vytvoriť rovinu presmerovania sieťovými prvkami z flexibilných hardvérových komponentov nezávisle od roviny riadenia. Výsledkom ForCES bolo vytvorenie novej architektúry pre sieťové prvky, hoci výhľadovým cieľom bolo vytvoriť novú architektúru siete.
NETCONF je protokol riadenia siete, ktorý poskytuje mechanizmy na diaľkové inštalovanie, spravovanie a vymazanie konfigurácie sieťových prvkov.
Samotný protokol NETCONF je rozdelený na štyri vrstvy so súborom operácií základného protokolu s použitím metód procedúry diaľkového volania RPC (Remote Procedure Call) s parametrami správ zakódovanými podľa XML.
Jednou z predností NETCONF je to, že poskytuje programovateľné rozhranie do zariadenia, ktoré presne sleduje funkčnosti pôvodného rozhrania.
Hoci bol pôvodne vyvinutý ako nástupca protokolu SNMP a niektorých protokolov CLI na konfigurovanie sieťových prvkov, schopnosti NETCONF môžu byť použité na vytvorenie formy hybridnej SDN. Naviac je podpora NETCONF požiadavkou pre sieťové prvky, aby boli kompatibilné s OF-CONFIG, časťou špecifikácie OpenFlow.
Výpočtový prvok trasy PCE (Path Computational Element) je entita, ktorá vypočítava trasy pre uzly v sieti, môže nájsť optimálne trasy pre prevádzku MPLS, GMPLS P2P a P2MP, riadenú návestím prepínanými trasami LSPs (label switched paths).
PCE potom oznámi túto trasu sieťovým uzlom použitím komunikačného protokolu PCE. Takto je možné PCE chápať ako rozšírenie schopností MPLS a GMPLS TE a zmenšovanie rozdielov medzi SDN a štandardnými MPLS/GMPLS.
Hoci samotný PCE nebol primárne vyvinutý ako technológia umožňujúca SDN, môže poskytnúť model logicky centralizovaného riadenia pre súčasné technológie s niekoľkými doplnkovými zlepšeniami.
Rozhranie k systému smerovania I2RS (Interface to the Routing System) je jeden z viacerých ambicióznych prístupov k SDN, ktorý je v počiatočných štádiách. Bol vyvinutý pri IETF. I2RS je obojsmerné programovateľné rozhranie na komunikáciu medzi smerovacím systémom a aplikáciami. Umožňuje monitorovanie siete, rezervovanie zdrojov a modifikovanie konfigurácie smerovania. I2RS sa týka komunikácie do a zo smerovacieho systému a nie je určené na to, aby priamo poskytovalo rozhranie pre rovinu presmerovania. Využíva existujúce mechanizmy na distribuovanie vybratých ciest do roviny presmerovania.
Aj keď je Cisco členom nadácie ONF a aktívne sa podieľa na vývoji OpenFlow, SDN nie je jediný projekt, na ktorom pracuje. Jednou z jeho vlastných alternatív je Prostredie otvorenej siete ONE - Open Network Environment (Cisco ONE), ktoré poskytuje programovateľné rozhranie na priame riadenie zariadení Cisco. Kľúčovým komponentom Cisco ONE je Súprava platformy ONE - ONE Platform Kit (onePK). Súčasťou súpravy je niekoľko platforiem API umožňujúcich jednoduchý vývoj sieťových aplikácií využitím priameho prístupu k zariadeniam vytvárajúcim sieť prostredníctvom vrstvy abstrahovania siete.
V apríli 2013 Alcatel-Lucent otvoril dcérsku spoločnosť Nuage Networks, zameranú na vytváranie riešení SDN založených na jej skoršom Application Fluent Network (Sieť plynulých aplikácií), ale s možnosťou využiť alternatívne nové technológie. Produktom tejto snahy je Nuage Virtualized Service Platform (Vizualizovaná platforma služby Nuage), softvérové riešenie zamerané na problém vizualizácie siete v dátových centrách a u prevádzkovateľov klaudovej služby - Cloud Service Providers (CSPs). Nakoľko je Nuage VSP implementované do softvéru a používa VXLAN na zapuzdrovanie cez hypervízory, nie je funkčne závislé od špecifického typu alebo druhu prepínačov TOR.