Veri bağlantısı katmanı donanım katmanına erişmek ve kullanmak ile ilgili kuralları belirler. Veri bağlantısı katmanının büyük bir bölümü ağ kartı içinde gerçekleşir. Veri bağlantısı katmanı ağ üzerindeki diğer bilgisayarları tanımlama, kablonun o anda kimin tarfından kullanıldığının tespiti ve fiziksel katmandan gelen verinin hatalara karşı kontrolü görevini yerine getirir.
Veri bağlantısı katmanı iki alt bölüme ayrılır:
| Veri Bağlantısı | LLC |
|---|---|
| MAC |
;Media Access Control (MAC): MAC alt katmanı veriyi hata kontrol kodu (CRC), alıcı ve gönderenin MAC adresleri ile beraber paketler ve fiziksel katmana aktarır. Alıcı tarafta da bu işlemleri tersine yapıp veriyi veri bağlantısı içindeki ikinci alt katman olan LLC`ye aktarmak görevi yine MAC alt katmanına aittir.
;Logical Link Control (LLC): LLC alt katmanı bir üst katman olan ağ katmanı (3. katman) için geçiş görevi görür. Protokole özel mantıksal portlar oluşturur (``Service Access Points``, SAP). Böylece kaynak makinada ve hedef makinada aynı protokoller iletişime geçebilir (örneğin TCP/IP TCP/IP). LLC ayrıca veri paketlerinden bozuk gidenlerin (veya karşı taraf için alınanların) tekrar gönderilmesinden sorumludur. ``Flow Control`` yani alıcının işleyebileğinden fazla veri paketi gönderilerek boğulmasının engellenmesi de LLC`nin görevidir.