Il livello di data link (livello di collegamento dati o livello di linea) si occupa della suddivisione in frame, del controllo degli errori di trasmissione e del controllo di flusso.
Il livello di data link della stazione mittente riceve i dati dal livello superiore (il livello di rete) e li suddivide in frame, aggiungendo informazioni di controllo all’inizio e alla fine; poi passa i frame al livello fisico che provvede a inviarli sul mezzo di trasmissione.
Il livello di data link della stazione ricevente deve prendere il flusso di bit che arriva dal livello fisico e comprenderne la suddivisione in frame. Le informazioni di controllo aggiunte dal livello paritetico vengono tolte ed elaborate e, se il frame è corretto, i dati contenuti nel frame vengono inviati al livello di rete soprastante.
Gli errori di trasmissione vengono gestiti aggiungendo in coda al frame un codice di controllo; possono essere usati dei codici correttori che permettono di individuare e correggere eventuali errori prima di passare il frame al livello di rete, ma più spesso vengono usati codici rilevatori che permettono solo di individuare gli errori, ma non di correggerli.
La stazione mittente calcola un codice di controllo e lo aggiunge al frame; la stazione ricevente ricalcola il codice di controllo e lo confronta con quello ricevuto; in caso di errore il frame viene scartato.
Quello che succede poi dipende dal tipo di servizio usato: se il servizio è inaffidabile il frame viene semplicemente scartato e dovranno essere i livelli superiori ad accorgersene e a provvedere alla ritrasmissione; se il servizio è affidabile bisogna avvertire il mittente perché ritrasmetta il frame.
Il livello di data link può offrire servizi di tipo non connesso e non affidabile, non connesso affidabile o orientato alla connessione e affidabile.
Nei servizi orientati alla connessione il controllo di flusso stabilisce come avviene la comunicazione tra le stazioni, regola l’invio dei riscontri da parte del destinatario e regola il flusso in modo che stazioni che lavorano a velocità diversa possano comunicare in modo adeguato.
