WAN 要求數據鏈路層協議建立穿越整個通信線路（從發送設備到接收設備）的鏈路。WAN數據鏈路層的協議有：
專用點對點：PPP、HDCL
分組 交換：X.25、幀中繼、ATM
電路 交換：ISDN
WAN封裝：從網絡層發來的數據會先傳到數據鏈路層，然後通過物理鏈路傳輸，這種傳輸在 WAN 連接上通常是點對點進行的。數據鏈路層會根據網絡層數據構造數據幀，以便可以對數據進行必要的校驗和控制。封裝協議的選擇取決於 WAN 技術和設備。
封裝的格式：幀的頭尾都是一個8位的標誌字段、報頭字段（地址一把爲廣播地址、控制一般表示是控制信息還是網絡層數據、協議字段識別要使用的第3層協議）、數據、幀校驗序列 (FCS) 使用循環冗餘校驗 (CRC) 機制來建立一個 2 或 4 字節的字段。
WAN交換：
電路交換：電路交換網絡是指在用戶通信之前在節點和終端之間建立專用電路（或信道）的網絡。
分組交換：分組交換將流量數據分割成數據包，在共享網絡上路由。分組交換網絡不需要建立電路，它們允許許多節點對通過同一信道通信。分組交換網絡中的交換機根據每個數據包中的尋址信息確定必須在哪條鏈路上發送數據包。決定鏈路的方法有兩種：無連接或面向連接。
l 無連接系統（例如 Internet）的每個數據包中都需要攜帶完整的尋址信息。每臺交換機都必須計算地址來確定將數據包發到何處。
l 面向連接的系統則預先確定數據包的路徑，每個數據包只需攜帶標識符。在幀中繼中，這些標識符叫做數據鏈路連接標識符 (DLCI)。交換機通過查詢內存駐留表中的標識符確定前向路由。表中的各項確定通過該系統的特定路由或電路。如果電路只有在數據包流經時才實際存在，則此電路叫做虛電路 (VC)。
虛電路
分組交換網絡會通過交換機建立實現特定端對端連接的路由，這些路由叫做虛電路。VC 是在共享網絡內部兩個網絡設備之間建立的邏輯電路。有兩種 VC：
l 永久虛電路 (PVC) — 永久建立的虛電路，它只有一種模式：數據傳輸。PVC 用於設備之間需要持續傳輸數據的情形。PVC 可以降低建立和終止 VC 所佔用的帶寬，但它們也會帶來成本的增加，因爲需要讓虛電路始終保持可用。在訂購服務時，PVC 通常由服務提供商配置。
l 交換虛電路 (SVC) — 按需動態建立並在傳輸完成時終止的 VC。通過 SVC 通信包含三個階段：建立電路、數據傳輸和終止電路。建立階段包括在源設備和目的設備之間建立 VC。數據傳輸是指通過 VC 在設備之間傳輸數據，而電路終止階段則是指拆除源設備與目的設備之間的 VC。SVC 用於設備之間斷續傳輸數據的情形，這樣可以大幅降低開銷。SVC 在傳輸完成時釋放電路，這樣與 PVC 讓虛電路始終保持可用相比，SVC 可以降低連接的開銷。