Канальный уровень решает две задачи. Первая задача – определение доступности среды передачи данных. Эта задача решается в сетях с разделяемой средой передачи данных, когда в конкретный момент времени канал связи занят только одной парой компьютеров. Вторая задача – определение механизма обнаружения и коррекции ошибок. Обмен данными осуществляется определенными порциями, которые называются кадрами (кадр – блок данных на канальном уровне). В каждый кадр добавляются определенные последовательности бит в начало и конец для выделения кадра, адрес компьютера-отправителя, адрес компьютера-получателя. Кроме того, в каждый кадр добавляется вычисляемая контрольная сумма, которая необходима для проверки корректности передачи кадра. Исправление обнаруженной ошибки возможно за счет повторной передачи кадра.
В компьютерах протоколы канального уровня реализуются сетевыми адаптерами и их драйверами.
Протоколы канального уровня, используемые в локальных сетях, разрабатываются для сетей с определенной топологией. Протоколы канального уровня поддерживают топологии: общая шина, «звезда», «кольцо» и полученные на основе перечисленных топологий с использованием специального коммуникационного оборудования (мосты, коммуникаторы).
Использование протоколов канального уровня в глобальных сетях ограничено применением при обмене между двумя компьютерами, соединенными индивидуальной линией связи. Для обмена данными между конечными узлами разных сетей используются средства следующего, сетевого уровня.