基本功能

以太网通信的第二层提供用于控制数据传输的重要基本功能，包括统一的报文结构，节点寻址和总线访问方式（bus access method）。所有基本功能在以太网控制器中实现，目前该控制器通常是微控制器的一个组成部分。

数据传输

符号和符率是针对物理层而言的，第二层传输的是按位组成的以太网帧。位流通常通过介质无关接口（MII）在以太网PHY和以太网控制器之间传输。MII是IEEE标准化接口，具有多种变型以满足不同的传输速度。

总线访问方式

在发送报文之前，以太网控制器首先侦听物理介质（载波监听），判断网络中的另一个节点是否正在发送报文，从而防止报文被覆盖。如果介质处于空闲状态，则以太网控制器开始进行数据传输。

由于多个节点可能会通过以太网同时访问总线（多路访问），因此如果两个节点同时开始发送，则在传统总线网络上可能会发生冲突。对于这种情况，以太网控制器具有用于取消传输的冲突检测（collision detection）功能。为防止产生第二次冲突，节点须等待随机时间之后才开始重新发送（避退过程）。每个发送方必须自己计算随机时间。

冲突检测

完整的总线访问方式被称为载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD），相关算法在以太网控制器中实现。对于车载以太网的物理层，冲突检测位于次要地位。IEEE 100BASE-T1、IEEE 100BASE-TX和IEEE 1000BASE-T都允许全双工数据传输。因此，这些物理介质上不会发生冲突。