La funzione primaria del livello di collegamento dati è garantire che i dati vengano ricevuti dal dispositivo corretto in una rete utilizzando indirizzi hardware, chiamati indirizzo MAC, e quindi convertire tali dati in bit per il livello fisico da trasmettere. Gestisce anche la notifica degli errori, il controllo del flusso e la topologia della rete.
Questo livello del modello di riferimento OSI fornisce anche la trasmissione fisica dei dati formattando i messaggi in piccoli pezzi, chiamati frame di dati, e incapsula i frame con dati aggiuntivi contenenti l'indirizzo hardware del dispositivo di destinazione insieme alle informazioni del dispositivo sorgente. Ogni volta che un pacchetto di dati viene inviato tra dispositivi, il livello di collegamento dati lo inquadra con informazioni di controllo, quindi dispositivi come router e gateway possono inoltrare correttamente i dati al dispositivo corretto.
I router e gli switch funzionano anche a livello di collegamento dati per comunicare e identificare in modo univoco i dispositivi connessi a una rete locale. Una tipica rete Ethernet utilizza l'indirizzamento MAC per comunicare con i dispositivi. Senza il livello di collegamento dati per incorniciare i pacchetti di dati, le trasmissioni di dati all'interno di un dominio sono soggette a collisione che potrebbe causare la congestione del traffico di rete e la perdita di trasmissioni di dati.
Il livello di collegamento dati risiede al secondo livello sulla scala di riferimento OSI ed è tra i primi tre livelli che definiscono il modo in cui i dispositivi e le applicazioni all'interno di una rete comunicano tra loro e con gli utenti.
