Protokoły warstwy 2 określają sposób enkapsulacji pakietów w ramki oraz techniki pozwalające na umieszczanie oraz odczytywanie ramek z medium. Technika pozwalającą umieszczać oraz pobierać ramki z medium nazywana jest metodą kontroli dostępu (ang. media access control).

Pakiety podczas podróży od hosta źródłowego do hosta docelowego, zazwyczaj przechodzą przez różne sieci fizyczne. Sieci fizyczne mogą składać się z różnych typów nośników fizycznych takich jak kable miedziane, światłowody oraz łącza bezprzewodowe obejmujące sygnały elektromagnetyczne, częstotliwości radiowych i mikrofalowych oraz łącza satelitarne.

Pakiety nie mają możliwości bezpośredniego dostępu do tych różnych mediów. Rolą warstwy łącza danych modelu OSI jest przygotowanie pakietów warstwy sieci do transmisji i sterowania dostępem do fizycznych mediów. Metody kontroli dostępu do medium opisane przez protokoły warstwy łącza danych określają procesy, poprzez które urządzenia sieciowe mają dostęp do mediów sieciowych i przesyłają ramki w różnych środowiskach sieciowych.

Bez warstwy łącza danych, protokoły warstwy sieci takie jak IP, musiałyby być przygotowane do podłączenia się do każdego typu medium, które może występować w trakcie transmisji danych. Dodatkowo, protokół IP musiałby być uaktualniany każdorazowo po wprowadzaniu nowej technologii sieciowej lub nowego medium transmisyjnego. Proces ten mógłby utrudniać rozbudowę oraz tworzenie nowych protokołów i mediów sieciowych. Jest to kluczowy powód korzystania z warstwowego podejścia do sieci.

Animacja na rysunku przedstawia przykład komputera osobistego w Paryżu łączącego się z laptopem w Japonii. Chociaż dwa hosty komunikują się ze sobą przy wykorzystaniu wyłącznie protokołu IP, to prawdopodobne jest, że podczas transportu pakietów IP poprzez różne typy sieci LAN i WAN wykorzystywane są liczne protokoły warstwy łącza danych. Każde przejście przez router może wymagać innego protokołu warstwy łącza danych dla transportu poprzez nowe medium.