Технически реализация защищенных виртуальных сетей стала возможной уже достаточно давно. Инкапсуляция использовалась раньше и применяется сейчас для передачи немаршрутизируемого трафика через маршрутизируемые сети, а также для ограничения многопротокольного трафика одним протоколом. Технологии шифрования также появились задолго до широкого внедрения глобальных сетевых технологий. Однако общепринятые протоколы для создания защищенных виртуальных сетей разработаны недавно и сейчас продолжается работа над их совершенствованием и расширением. Они являются открытыми, т. е. свободными для распространения и реализации. Для независимости от прикладных протоколов и приложений защищенные виртуальные сети формируются на одном из более низких уровней модели OSI — канальном, сетевом или сеансовом. Канальному (второму) уровню соответствуют такие протоколы реализации VPN, как РРТР, L2F и L2TP, сетевому (третьему) уровню — IPSec, SKIP, а сеансовому (пятому) уровню — SSL/TLS и SOCKS. Чем ниже уровень эталонной модели, на котором реализуется защита, тем она прозрачнее для приложений и незаметнее для пользователей. Однако при снижении этого уровня уменьшается набор реализуемых услуг безопасности и становится сложнее организация управления. Чем выше защитный уровень в соответствии с моделью OSI, тем шире набор услуг безопасности, надежнее контроль доступа и проще конфигурирование системы защиты. Тем не менее в этом случае усиливается зависимость от используемых протоколов обмена и приложений. В виртуальной сети криптозащита может одновременно выполняться на нескольких уровнях эталонной модели. При этом увеличивается криптостойкость, но по причине снижения общей скорости криптографических преобразований уменьшается пропускная способность виртуальной сети. Поэтому на практике защищенные виртуальные сети формируются на одном уровне модели OSI (канальном, сетевом, транспортном или сеансовом).