資料鏈路層是參考模型中的第二層，介乎於物理層和網路層之間。
資料鏈路層在物理層提供的服務的基礎上向網路層提供服務，其最基本的服務是將源自網路層來的資料可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。為達到這一目的，資料鏈路必須具備一系列相應的功能，主要有：如何將資料組合成資料塊，在資料鏈路層中稱這種資料塊為幀，幀是資料鏈路層的傳送單位；如何控制幀在物理通道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調節傳送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個網路實體之間提供資料鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。乙太網指的是由公司建立並由和公司聯合開發的基帶區域網規範，是當今現有區域網採用的最通用的通訊協議標準。
資料封裝在資料鏈路層被稱作幀。
區域網的資料鏈路層分為兩個子層：邏輯鏈路控制（LogicalLinkControl，LLC）子層和媒體接入控制（MediumAccessControl，MAC）子層。計算機與外界區域網的連線是透過通訊介面卡（adapter）。介面卡本來是主機內插入的一塊網路介面板，這種介面板又稱為網路介面卡（NetworkInterfaceCard，NIC）或稱簡為“網絡卡”。介面卡的一個重要功能就是進行資料序列傳輸和並行傳輸的轉換。注：計算機的硬體地址在介面卡的ROM中，而軟體地址（IP地址）則在計算機的儲存器中。
資料鏈路層的最基本的功能是向該層使用者提供透明的和可靠的資料傳送基本服務。
資料鏈路層具體功能：
幀同步功能：為了使傳輸中發生差錯後只將有錯的有限資料進行重發，資料鏈路層將位元流組合成以幀為單位傳送。每個幀除了要傳送的資料外，還包括校驗碼，以使接收方能發現傳輸中的差錯。差錯控制功能：一個實用的通訊系統必須具備發現檢測差錯的能力，並採取某種措施糾正之，使差錯被控制在所能允許的儘可能小的範圍內，這就是差錯控制過程，也是資料鏈路層的主要功能之一。流量控制功能：流量量控制並不是資料鏈路層所特有的功能，許多高層協議中也提供流時控功能，對於資料鏈路層，控制相鄰兩節點之間資料鏈路上的流量。鏈路管理功能：主要用於面向連線的服務，當鏈路兩端的節點要進行通訊前，必須首先確認對方已處於就緒狀態，並交換一些必要的資訊以對幀序號初始化，才能建立連線，在傳輸過程中則要能維持該連線。