Model referencyjny SDN dzieli architekturę sieci na trzy główne warstwy: aplikacji, sterowania oraz
infrastruktury. Warstwa aplikacji zawiera programy zarządzające siecią, takie jak systemy monitoringu
czy narzędzia do inżynierii ruchu. Warstwa sterowania składa się z kontrolerów SDN, które podejmują
decyzje o sposobie przesyłania danych w całej topologii. Warstwa infrastruktury to fizyczne urządzenia,
które wykonują polecenia kontrolera i przesyłają pakiety zgodnie z tablicami przepływu. Komunikacja
między warstwami odbywa się za pomocą ujednoliconych interfejsów programistycznych (API) nazywanych
Southbound i Northbound. Interfejsy Southbound, takie jak OpenFlow, służą do programowania zachowania
przełączników przez kontroler. Dzięki temu podziałowi sieć staje się w pełni programowalna i niezależna
od konkretnego dostawcy sprzętu.