Протоколы уровня 2 определяют инкапсуляцию пакета в кадр, а также методы получения и отправки инкапсулированных пакетов по средам передачи данных. Технология, используемая для получения и отправки кадра, называется методом контроля доступа к среде.
При прохождении пакетов от узла источника к узлу назначения они обычно проходят по различным физическим сетям. Эти физические сети могут состоять из различных типов физических сред передачи данных, например медных и оптоволоконных кабелей, беспроводных сетей, состоящих из электромагнитных сигналов, радио- и микроволновых частот, а также спутниковых каналов.
Пакеты не имеют прямого доступа к этим средам. Канальный уровень OSI подготавливает пакеты сетевого уровня для передачи и контролирует доступ к физическим средам. Способы управления доступом к среде передачи данных, описанные протоколами канального уровня, определяют процессы, с помощью которых сетевые устройства могут получить доступ к сетевой среде и передавать кадры в различных сетевых средах.
Без канального уровня протоколы сетевого уровня, например IP, должны обеспечить соединение для каждого типа передающей среды, которые могут находиться по пути следования пакета. Более того, протоколу IP необходимо каждый раз адаптироваться к новой сетевой технологии или среде. Этот процесс затруднил бы обновление и развитие сетевых сред передачи. Это основная причина использования многоуровневого подхода в сети.
Анимация на рисунке приводит пример ПК, который находится в Париже и подключается к ноутбуку в Японии. Несмотря на то, что два узла осуществляют передачу данных через IP, для передачи IP-пакетов по различным типам локальных и глобальных сетей могут использоваться разные протоколы канального уровня. Каждый переход на маршрутизаторе может потребовать иного протокола канального уровня для передачи в новой среде.