במודל OSI, שכבת קישור הנתונים היא 4ה'שכבה מלמעלה ו-2נדשכבה מלמטה.
ערוץ התקשורת המחבר את הצמתים הסמוכים מכונה קישורים, ועל מנת להעביר את הדאטגרם מהמקור ליעד יש להעביר את הדאטגרם על פני קישור בודד.
האחריות העיקרית של שכבת קישור הנתונים היא להעביר את ה-Datagram על פני קישור בודד.
פרוטוקול שכבת קישור הנתונים מגדיר את הפורמט של החבילה המוחלפת על פני הצמתים וכן את הפעולות כגון זיהוי שגיאות, שידור חוזר, בקרת זרימה וגישה אקראית.
פרוטוקולי Data Link Layer הם Ethernet, טבעת אסימון, FDDI ו-PPP.
מאפיין חשוב של שכבת קישור נתונים הוא שניתן לטפל בנתונים על ידי פרוטוקולים שונים של שכבת קישור בקישורים שונים בנתיב. לדוגמה, הדאטהגרם מטופל על ידי Ethernet בקישור הראשון, PPP בקישור השני.
השירותים הבאים מסופקים על ידי שכבת קישור הנתונים:
גישת מסגור וקישור:
פרוטוקולי Data Link Layer עוטפים כל מסגרת רשת בתוך מסגרת של שכבת קישור לפני השידור על פני הקישור. מסגרת מורכבת משדה נתונים שבו מוכנסת גרם נתונים של שכבת רשת ומספר שדות נתונים. הוא מציין את מבנה המסגרת וכן פרוטוקול גישה לערוץ שבאמצעותו יש להעביר את המסגרת דרך הקישור.
משלוח אמין:
Data Link Layer מספקת שירות מסירה אמין, כלומר, משדרת את הנתונים של שכבת הרשת ללא כל שגיאה. שירות משלוחים אמין מתבצע עם שידורים ואישורים. שכבת קישור נתונים מספקת בעיקר את שירות המסירה האמין על הקישורים מכיוון שיש להם שיעורי שגיאה גבוהים יותר וניתן לתקן אותם באופן מקומי, קישור שבו מתרחשת שגיאה במקום לאלץ לשדר מחדש את הנתונים.
בקרת זרימה:
צומת מקבל יכול לקבל את הפריימים בקצב מהיר יותר ממה שהוא יכול לעבד את המסגרת. ללא בקרת זרימה, המאגר של המקלט יכול לעלות על גדותיו, ומסגרות עלולות ללכת לאיבוד. כדי להתגבר על בעיה זו, שכבת קישור הנתונים משתמשת בבקרת הזרימה כדי למנוע מהצומת השולח בצד אחד של הקישור להכריע את הצומת המקבל בצד אחר של הקישור.
איתור שגיאות:
ניתן להציג שגיאות על ידי הנחתת האות ורעש. פרוטוקול Data Link Layer מספק מנגנון לזיהוי שגיאה אחת או יותר. זה מושג על ידי הוספת סיביות לזיהוי שגיאות במסגרת ואז צומת מקבל יכול לבצע בדיקת שגיאה.
תיקון שגיאות:
תיקון השגיאות דומה לזיהוי השגיאות, אלא שהצומת המקבל לא רק מזהה את השגיאות אלא גם קובע היכן התרחשו השגיאות במסגרת.
חצי דופלקס ודופלקס מלא:
במצב דופלקס מלא, שני הצמתים יכולים להעביר את הנתונים בו-זמנית. במצב חצי דופלקס, רק צומת אחד יכול להעביר את הנתונים בו-זמנית.
