전송 계층으로부터 받은 비트 스트림을 프레임(frame)이라는 데이터 단위로 나눈다.

두 노드 간을 직접 연결하는 링크 상에서 프레임의 전달을 담당한다.

흐름제어와 오류복구를 통하여 신뢰성 있는 프레임 단위의 전달을 제공한다.

대표적인 데이터링크 계층의 프로토콜로는 HDLC, PPP, LLC 등이 있다.