Layer-ul data link asigură adresarea utilizată în transportul frame-ului într-un mediu local partajat. Adresele echipamentului la acest layer sunt denumite ca adrese fizice. Adresarea layer-ului data link este conținută în header-ul frame-ului și specifică nodul de destinație al frame-ului din rețeaua locală. Header-ul frame-ului poate conține și adresa sursă a frame-ului.
Spre deosebire de adresele logice de Layer 3, care sunt ierarhice, adresele fizice nu indică în ce rețea este localizat un echipament. Mai degrabă, adresa fizică este o adresă a unui anumit echipament și este unică. Dacă echipamentul este mutat într-o altă rețea sau subrețea, tot va funcționa cu aceeași adresă fizică de Layer 2.
O adresă care este specifică unui echipament și nu este ierarhică nu poate fi utilizată pentru a localiza un echipament în rețelele mari de pe Internet. Acest lucru este asemănător cu momentul în care încercați să găsiți o singură casă din întreaga lume, cunoscând doar numărul casei și numele străzii. În orice caz, adresa fizică poate fi utilizată pentru a localiza un echipament într-o zonă limitată. Din acest motiv, adresa layer-ului data link este utilizată doar pentru livrarea locală. Adresele din acest layer nu au însemnătate în afara rețelei locale. Comparați cu Layer-ul 3, unde adresele din header-ul pachetului sunt transportate de la hostul sursă la cel destinație indiferent de hopurile întâlnite pe rută.
Dacă datele trebuie să treacă într-un alt segment de rețea, este necesar un echipament intermediar cum ar fi un router. Routerul trebuie să accepte frame-ul în baza adresei fizice și să decapsuleze frame-ul pentru a examina adresa ierarhică sau adresa IP. Folosind adresa IP, routerul poate determina locația în rețea a echipamentului de destinație și cea mai bună rută pentru a îl accesa. Când știe unde să trimită pachetul, routerul realizează un frame nou pentru pachet, iar noul frame este trimis pe următorul segment către destinația sa finală.
Figura evidențiază cerințele adresei de Layer 2 în topologiile cu acces multiplu și de tip point-to-point.