資料鏈結層中的資料區塊常被稱為“幀”，幀是資料鏈結層的傳送單位。為了使傳輸中發生錯誤後只將有錯的有限資料進行重發，資料鏈結層將位元流組合成以太訊框為單位傳送；每個訊框除了要傳送的資料外，還包括校驗碼，以使接收方能發現傳輸中的差錯。
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資料鏈結層中的資料區塊常被稱為「幀」。
資料鏈結層是OSI參考模型中的第二層，介乎物理層和網路層之間。資料鏈結層在實體層提供的服務的基礎上向網路層提供服務，其最基本的服務是將源自實體層來的資料可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。
資料鏈結層定義了在單一鏈路上如何傳輸資料。這些協議與被討論的各種介質有關。範例：ATM，FDDI等。 資料鏈結層必須具備一系列對應的功能，主要有：如何將資料組合成資料區塊，在資料鏈結層中稱這種資料區塊為幀，幀是資料鏈結層的傳送單位；如何控制訊框在實體頻道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調節發送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個網路實體之間提供資料鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。
資料鏈結層主要有兩個功能 ：訊框編碼和誤差修正控制。幀編碼意味著定義一個包含資訊頻率、位元同步、來源位址、目標位址以及其他控制資訊的資料包。
資料鏈結層協定又分為兩個子層 ：邏輯鏈路控制（LLC）協定和媒體存取控制（MAC）協定。
資料鏈結層的基本功能
#資料鏈結層的最基本的功能是向該層用戶提供透明的和可靠的資料傳送基本服務。透明性是指該層上傳輸的資料的內容、格式及編碼沒有限制，也沒有必要解釋資訊結構的意義；可靠的傳輸使用戶免去對遺失資訊、幹擾資訊及順序不正確等的擔憂。在物理層中這些情況都可能發生，在資料鏈結層中必須用糾錯碼來檢錯與糾錯。資料鏈結層是對實體層傳輸原始位元流的功能的加強，將實體層提供的可能出錯的實體連接改造成為邏輯上無錯誤的資料鏈路，使之對網路層表現為一無錯誤的線路。
幀同步
為了讓傳輸中發生錯誤後只將有錯的有限資料進行重發，資料鏈結層將位元流組合成乙太幀為單位傳送。每個訊框除了要傳送的資料外，還包括校驗碼，以使接收方能發現傳輸中的錯誤。幀的組織結構必須設計成使接收方能夠明確地從物理層收到的比特流中對其進行識別，也即能從比特流中區分出幀的起始與終止，這就是幀同步要解決的問題。
（1）位元組計數法：這是一種以一個特殊字元表示一幀的起始並以一個專門字段來標明幀內位元組數的幀同步方法。接收者可以透過對此特殊字元的識別從位元流中區分出幀的起始並從專門字段中獲知該幀中隨後跟隨的資料位元組數，從而可確定出幀的終止位置。以位元組計數為導向的同步規則的典型代表是DEC公司的數位資料通訊封包協定DDCMP（Digital Data Communications Message Protocol）。
控製字元SOH標誌資料幀的起始。實際傳輸中，SOH前還要以兩個或更多個同步字元來確定一幀的起始，有時也允許本幀的頭緊接著上幀的尾，此時兩幀間就不必再加同步字符。 count字段共有14位，用以指示幀中資料段中資料的位元組數，14位二進制數的最大值為16383，所以資料最大長度為131064。 DDCMP協定就是靠這個位元組計數來確定幀的終止位置的。 DDCMP幀格式中的ACK、SEG、ADDR及FLAG中的第2位CRC1、CRC2分別對標題部分和資料部分進行雙重校驗，強調標題部分單獨校驗的原因是，一旦標題部分中的CONUT字段出錯，即失卻了幀邊界劃分的依據。由於採用字元計數方法來確定訊框的終止邊界不會造成資料及其它資訊的混淆，因而不必採用任何措施可實現資料的透明性（即任何資料均可不受限制地傳輸）。
（2）使用字元填滿的首尾定界符法：該法用一些特定的字元來定界一幀的起始與終止，為了不使資料資訊位元中出現的與特定字元相同的字元被誤判為幀的首尾定界符，可以在這種資料字元前填入一個轉義控製字元（DLE）以示區別，從而達到資料的透明性。但這種方法使用起來比較麻煩，而且所使用的特定字元過度依賴所採用的字元編碼集，相容性比較差。
（3）使用位元填充的首尾標誌法：此法以一組特定的位元模式來標誌一幀的起始與終止。
（4）違法編碼法：此法在物理層採用特定的位元編碼方法時採用。例如，一種被稱為曼徹斯特編碼的方法，是將資料位元「1」編碼成「高－低」電平對，而將資料位元「0」編碼成「低－高」電平對。而「高－高」電平對和「低－低」電平對在資料位元中是違法的。可以藉用這些違法編碼序列來定界幀的起始與終止。區域網路IEEE 802標準中就採用了這種方法。違法編碼法不需要任何填充技術，便能實現資料的透明性，但它只適用於採用冗餘編碼的特殊編碼環境。由於位元組計數法中COUNT欄位的脆弱性以及字元填充法實現上的複雜性和不相容性，較普遍使用的幀同步法是位元填充和違法編碼法。
錯誤控制
一個實用的通訊系統必須具備發現（即偵測）這種差錯的能力，並採取某種措施糾正之，使差錯被控制在所能允許的盡可能小的範圍內，這就是差錯控制過程，也是資料鏈結層的主要功能之一。錯誤編碼（如奇偶校驗碼，檢查和或CRC）的檢查，可以判定一幀在傳輸過程中是否發生了錯誤。一旦發現錯誤，一般可以採用回饋重發的方法來修正。這就要求接收方收完一幀後，向發送方反饋一個接收是否正確的訊息，使發送方所在此作出是不需要重新發送的決定，也即發送方僅當收到接收方已正確接收的回饋訊號後才能認為該訊框已正確發送完畢，否則需要重新發送直至正確為止。物理通道的突發噪聲可能完全“淹沒”一幀，即使得整個數據幀或反饋信息幀丟失，這將導致發送方永遠收不到接收方發來的反饋信息，從而使傳輸過程停滯.為了避免出現這種情況，通常會引入計時器(Timer)來限定接收方發回回授訊息的時間間隔，當發送方發送一幀的同時也啟動計時器，若在限定時間間隔內未能收到接收方的回饋訊息，即計時器逾時(Timeout)，則可認為傳的幀已出錯或遺失，繼而要重新發送。由於同一幀資料可能被重複發送多次。為了防止這種危險，可以採用對發送的幀編號的方法，即賦予每幀一個信號，從而使接收方能從該序號來區分是新發送來的幀還是已經接收但又重新發送來的幀，以此來確定要不要將接收到的訊框遞交給網路層。資料鏈結層透過使用計數器和序號來保證每個訊框最終都被正確地遞交給目標網路層一次。
流量控制
流量控制並不是資料鏈路層所特有的功能，許多高層協定中也提供流時控功能，只不過流量控制的對象不同而已。例如，對於資料鏈結層來說，控制的是相鄰兩節點之間資料鏈路上的流量，而對於傳輸層來說，控制的則是從來源到最終目的之間端的流量。由於收發雙方各自使用的設備工作速率和緩衝儲存的空間的差異，可能出現發送方發送能力大於接收方接收能力的現象，如若此時不對發送方的發送速率（也即鏈路上的信息流量）作適當的限制，前面來不及接收的幀將被後面不斷發送來的幀“淹沒”，從而造成幀的丟失而出錯。由此可見，流量控制其實是對發送方資料流量的控制，使其發送率不會超過接收方所能承受的能力。這個過程需要透過某種回饋機制使發送方知道接收方是否能跟上發送方，也即需要有一些規則使得發送方知道在什麼情況下可以接著發送下一幀，而在什麼情況下必須暫停發送，以等待收到某種回饋訊息後繼續發送。
連結管理
連結管理功能主要用於連結導向的服務。當連結兩端的節點要進行通訊前，必須先確認對方已處於就緒狀態，並交換一些必要的資訊以對幀序號初始化，然後才能建立連接，在傳輸過程中則要能維持該連接。如果出現錯誤，需要重新初始化，重新自動建立連線。傳輸完畢後則要釋放連線。資料連路層連接的建立維持和釋放就稱作鏈路管理。在多個站點共享相同實體頻道的情況下（例如在LAN中）如何在要求通訊的站點間分配和管理頻道也屬於資料鏈路層管理的範疇。
幀類型
HDLC有資訊幀（I幀）、監控幀（S幀）和無編號幀（U幀）三種不同類型的畫格。
（1）資訊幀（I幀）：
訊息幀用於傳送有效資訊或數據，通常簡稱I幀。 I幀以控製字第一位為「0」來標誌。訊息幀的控製字段中的N（S）用於存放發送幀序號，以使發送方不必等待確認而連續發送多幀。 N（R）用於存放接收方下一個預期要接收的幀的序號，N（R）=5，即表示接收方下一幀要接收5號幀，換言之，5號幀前的各幀接收到。
（2）監控幀（S幀）：
監控幀用於錯誤控制和流量控制，通常簡稱S幀。 S幀以控製字段第一、二位為“10”來標誌。 S幀帶資訊字段，只有6個位元組即48個位元。 S幀的控製字段的第三、四位為S幀類型編碼，共有四種不同編碼，分別表示：
#00－接收就緒（RR），由主站或從站發送。主站可以使用RR型S幀來輪詢從站，從站傳輸編號為N（R）的I幀，若存在這樣的幀，便進行傳輸；從站也可用RR型S幀來回應，表示從站希望從主站接收的下一個I幀的編號是N（R）。
01－拒絕（REJ），由主站或從站發送，用以要求發送方對從編號為N（R）開始的幀及其以後所有的幀進行重發，這也暗示N（R）以前的I幀已被正確接收。
10－接收未就緒（RNR），表示編號小於N（R）的I訊框已被收到，但正處於忙碌狀態，尚未準備好接收編號為N （R）的I幀，這可用於對鏈路流量進行控制。
11－選擇拒絕（SREJ），它要求發送方發送編號為N（R）單一I幀，並暗示它編號的I幀已全部確認
（3）無編號幀（U幀）：
無編號幀因其控製字段中不包含編號N（S）和N（R）而得名，簡稱U幀。 U幀用於提供對鏈路的建立、拆除以及多種控制功能，這些控制功能5個M位元（M1、M2、M3、M4、M5，也稱為修正位元）來定義。 5個M位可以定義32種附加的命令功能或32種應答功能，但許多是空缺的。
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