Steuerungsverfahren (Protokolle) setzen auf der Sicherungsschicht auf und dienen dazu, zwischen den Kommunikationspartnern eine Verbindung zu initialisieren und aufzulösen. Je nach Verbindungsart, ob Punkt-zu-Punkt-Verbindung oder Mehrpunktverbindung, unterscheidet man zwischen Konkurrenzbetrieb und Aufrufbetrieb bzw. zwischen zeichen- und bitorientierten Steuerungsverfahren. Bei den zeichenorientierten Verfahren sind die Steuer- und Protokollfunktionen byteverschlüsselt, bei den bitorientierten bitverschlüsselt.

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Nach DIN 66019 ist bei zeichenorientierten Steuerungsverfahren das IA-5-Alphabet als Übertragungscode vorgeschrieben. In der Praxis wird aber häufig der EBCDIC-Code eingesetzt. Die normierten zeichenorientierten Steuerungsverfahren werden international als »Basic Mode Control Procedure for Data Communication Systems« bezeichnet. Zu den zeichenorientierten Verfahren gehören u.a. die Binary Synchronous Communication (BSC) und die Medium Speed Version (MSV).

Bitorientierte Steuerungsverfahren sind codetransparent. Die Steuerfunktion für die Datenübertragung sind bitcodiert und daher codeunabhängig. Für die Codierung der Datenzeichen wird, systemabhängig und auch anwendungsabhängig, ein Übertragungscode spezifiziert. Die normierten bitorientierten Steuerungsverfahren werden international HDLC genannt. Herstellerspezifische Ausführungen sind SDLC (IBM), BDLC (Burroughs) und UDLC (Unisys).

Darüber hinaus gibt es verschiedene HDLC-Prozeduren. Die bekanntesten davon sind die LAP-Protokolle.

Steuerungsverfahren sind geprägt durch den Verbindungsaufbau und -abbau, die Flusskontrolle, die Fehlererkennung und -behebung und die transparente Übertragung der Nutzdaten.