Канальный уровень отвечает за достоверность переданных данных по физическому каналу. На передающей стороне канальный уровень отвечает за упаковку инструкций, данных и т.д. в кадры. Кадр – это структура данных, специфическая для канального уровня, содержит информацию, достаточную для успешной передачи данных по физическому каналу к точке приема.

В случае недостижения кадром места назначения или порчи кадра канальный уровень отвечает за обнаружение и исправление всех подобных ошибок, а также за повторную сборку двоичного потока, полученного от физического уровня.

Как правило, функциональность первых двух уровней модели обеспечивается сетевым адаптером, установленным внутри компьютера.

На канальном уровне используется адресация MAC. Под этой аббревиатурой понимается физический адрес устройства (который определяется внутри сетевого устройства или сетевой карты на этапе производства) и часто его называют MAC-адресом этого устройства. Для большого количества сетевых устройств, особенно сетевых карт, существует возможность программно изменить MAC-адрес. Канальный уровень модели OSI накладывает ограничения на использование MAC-адресов: в одной физической сети (сегменте большей по размеру сети) не может быть двух или более устройств, использующих одинаковые MAC-адреса. Например, MAC-адрес сети Ethernet представляет собой шестибайтовое число, первые три байта которого содержат код производителя, присвоенный организацией IEEE, а последние три присваиваются самим производителем.