数据链路层将不可靠的物理层转变为一条无差错的链路，传输的是帧(frame)，高层的协议数据被封装在以太网帧的数据字段发送。
1.数据链路层解决三个问题
1.1封装成帧
（1）解释
网络层的IP数据报传送到数据链路层就成为了帧的数据部分，在帧的数据部分的前后分别添加首部和尾部，就构成了一个完整的帧。帧长等于数据部分长度加上帧首部和帧尾部的长度，而首部和尾部的一个重要作用就是确定帧的界限。
（2）分析Ethernet II帧格式
含义：
前12字节分别标识发送数据帧的源节点MAC地址和接收数据帧的目标节点MAC地址（MAC地址是6个字节，即48位）。
接下来的2字节标识出以太网帧所携带的上层数据类型，当PDU（协议数据单元）来到某一层时，它需要将PDU交付给上层，但是上层协议众多，因此在处理数据的时候，需要一个字段来标识把它交给谁。例如：该字段等于0x0800时，表示交给IP协议；等于0x0806交给ARP；等于0X8035交给RARP。
不定长的数据字段后是4个字节的帧校验序列（FrameCheck Sequence，FCS），采用32位CRC循环冗余校验对从"目标MAC地址"字段到"数据"字段的数据进行校验。
依据上图，Ethernet II类型的以太网帧：
最小长度：64字节（6＋6＋2＋46＋4）
最大长度：1518字节（6＋6＋2＋1500＋4）
（3）当数据是由可打印的ASCII码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符（控制字符）。
| 名称 |
十进 |
十六进 |
含义 |
| SOH(Start Of Header) |
01 |
0x01 |
放在帧的最前面，表示帧的首部开始。 |
| EOT(End Of Transmission) |
04 |
0x04 |
放在帧的最后面，表示帧的结束。 |
控制字符：控制字符（ControlCharacter）出现于特定的信息文本中，表示某一控制功能的字符。在ASCII码中，第0～31号及第127号(共33个)是控制字符或通讯专用字符，如控制符：LF（换行）、CR（回车）、FF（换页）、DEL（删除）等；通讯专用字符：SOH（文头）、EOT（文尾）、ACK（确认）等。
1.2透明传输
（1）解释
透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，就必须采取适当的措施，使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输是透明的。
（2）字符填充
当传输数据中的某个字符的二进制代码恰好和SOH或EOT这样的控制字符一样时，数据链路层就会错误地找到帧的边界，把误认为是完整的部分帧收下，把剩下的那部分数据丢弃，这显然就不是透明传输。
解决办法：
发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”和“EOT”的前面插入一个转义字符”ESC”，而接收端的数据链路层在将数据送往网络层时，会删除插入的转义字符。这种方法称为字符填充(character stuffing)。
1.3差错控制
（1）两类错误：一类是最基本的比特差错，即比特流在传输过程中产生的差错（如1变成0、0变成1）；另一类是收到的帧没有出现比特错误，却出现了帧丢失、帧重复或帧失序。
误码率BER(BitError Rate)：指的是在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率。
（2）在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验CRC的检错技术。
（3）循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS的区别：
CRC是一种常用的检错方法，而FCS是添加在数据后面的冗余码。对数据帧进行CRC运算得出的序列就是帧校验序列FCS，FCS也可以用其他方法求出。
2.数据链路层信道
数据链路层使用的信道主要是两种类型：
（1）点对点信道：使用一对一的点对点通信方式。
（2）广播信道：使用一对多的广播通信方式。由于连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。
3.数据链路层主要协议
3.1PPP（Point-to-Point Protocal）协议
（1）解释
PPP协议是一种数据链路层协议，遵循HDLC（高级数据链路控制协议）族的一般报文格式。PPP协议是为了在点对点物理链路(如RS232串口链路、电话ISDN线路等)上传输网络层报文而设计的，PPP协议是现在最流行的点对点链路控制协议。
PPP协议主要由链路控制协议(LCP)、网络控制协议(NCP)和PPP的扩展协议组成。
链路控制协议（LCP）是PPP协议的一个子集，主要用于建立、拆除和监控PPP数据链路。
网络控制协议（NCP）根据不同的网络层协议可以提供一族网络控制协议，最常用的是提供给TCP/IP网络使用的IPCP网络控制协议。当点对点的两端进行NCP参数配置协商时，主要是用来获得通信双方的网络层地址。
（2）功能：
a.具有动态分配IP地址的能力，允许在连接时刻协商IP地址。
b.支持多种网络协议，比如TCP/IP、NetBEUI、NWLINK等。
c.具有错误检测以及纠错能力，支持数据压缩。
d.具有身份验证功能。
e.可用于多种类型的物理介质上，包括串口线、电话线等。
3.2以太网（Ethernet）协议
以太网是目前使用最广泛的局域网技术。由于其简单、成本低、可扩展性强、与IP网能够很好地结合等特点，以太网技术的应用正从企业内部网络向公用电信网领域迈进。以太网接入是指将以太网技术与综合布线相结合，作为公用电信网的接入网，直接向用户提供基于IP的多种业务的传送通道。以太网技术的实质是一种二层的媒质访问控制技术，可以在五类线上传送，也可以与其它接入媒质相结合，形成多种宽带接入技术。随着技术的发展创新，其应用领域正逐步向接入网、城域网、甚至广域网/骨干网方面拓展，形成基于IP/Ethernet的端到端无缝连接。