Различают протоколы канального уровня для ЛВС и для соединения коммутаторов и маршрутизаторов в магистральных каналах больших сетей.
Для правильного распознавания позиций символов в передаваемом сообщении получатель должен знать границы передаваемых элементов сообщения. Для этого необходима синхронизация передатчика и приемника. Использование специального дополнительного провода для сигналов синхронизации (в этом случае имеем битовую синхронизацию) слишком дорого, поэтому используют другие способы синхронизации.
В асинхронном режиме применяют коды, в которых явно выделены границы каждого символа (байта) специальными стартовым и стоповым символами. Однако это увеличивает число битов, не относящихся собственно к сообщению. В синхронном режиме синхронизм поддерживается во время передачи всего информационного блока без применения специальных символов для обрамления каждого байта. В синхронных протоколах необходимо специальным образом отмечать границы всего блока передаваемых символов.
Если символам в блоке соответствуют байты и границы блока отмечены специальными символами, отличающимися от символов основного текста, то подобные побайтно выделенные коды называют байт-ориентированными кодами. Для обрамления текстового блока (текст состоит только из печатаемых символов) можно использовать символы, отличающиеся от печатаемых. Для обрамления двоичных блоков применяют специальный символ (обозначим его DLE), который благодаря стаффингу становится уникальным. Уникальность заключается в том, что если DLE встречается внутри блока, то сразу вслед за ним вставляется еще один DLE. Приемник будет игнорировать каждый второй идущий подряд символ DLE. Если же DLE встречается без добавления, то это граница блока.
Пример байт-ориентированного кода — BSC, использовавшегося в свое время в IBM, в настоящее время применение байт-ориентированных кодов ограниченное.
Коды без разделения на байты называют бит-ориентированными кодами. Для входа в синхронизм нужно обозначать границы лишь всего передаваемого блока информации с помощью специальных начальной и конечной комбинаций битов. Обычно такой комбинацией являются шесть подряд идущих единиц . В основном тексте после каждой подряд идущей пятой единицы передатчик вставляет ноль, а приемник его удаляет. Благодаря такому битстаффингу, комбинация становится уникальной.
Бит-ориентированные коды широко используются в сетях, например, это коды, примером бит-ориентированного протокола может служить протокол HDLC и его разновидности.
Родоначальниками большинства канальных протоколов в различных сетях стали протоколы BSC и HDLC.
Используется ряд разновидностей протокола HDLC. К ним можно отнести протоколы IEEE 802.X, широко используемые в ЛВС, протоколы LAP-B, LAP-D, LAP-F для сетей X.25, ISDN, Frame Relay и ряд других. Протокол HDLC устанавливает типы и структуру кадров, процедуры обмена командами "запрос на соединение" и "согласие на соединение", передачи данных, ликвидации соединения. Используется контроль правильности передачи данных на основе оконного управления. Введены три типа кадров: информационные (для передачи данных), кадры установления/разъединения соединений, супервизорные кадры (для контроля ошибок и управления потоками).
В настоящее время основным протоколом для выделенных каналов в Internet стал протокол PPP (Point-to-Point Protocol). В PPP предусмотрен интерфейс с большинством имеющихся сетевых протоколов. Положительной особенностью протокола PPP является также наличие процедуры согласования параметров соединения со связываемыми узлами. Эти узлы обмениваются данными о размерах имеющейся у них буферной памяти, ограничениями на максимальный размер пакетов и значениями других параметров. В стандартах на протокол PPP описаны процедуры принятия решения о параметрах и согласии на соединение или отказа от него.