W przypadku sieci TCP/IP pakiet danych musi zawierać zarówno adres
MAC, jak i adres IP urządzenia docelowego. Pakiet nie zawierający jednego z
nich nie zostanie przekazany z warstwy 3 do warstw wyższych. Dzięki temu adresy
MAC i IP służą do wzajemnej kontroli. Gdy urządzenie określi adresy IP urządzeń
docelowych, może dodać do pakietów danych docelowe adresy MAC.
Niektóre urządzenia przechowują tablice zawierające adresy MAC i IP innych
urządzeń podłączonych do tej samej sieci LAN.
Tablice te nazywane są tablicami ARP. Przechowywane są one w pamięci
RAM urządzenia, które automatycznie zarządza zapamiętanymi informacjami. Bardzo
rzadko stosowane jest ręczne dodawanie przez użytkownika wpisów do tablicy ARP.
Każde urządzenie w sieci utrzymuje własną tablicę ARP. Gdy urządzenie chce
wysłać dane przez sieć, używa informacji zawartych w tej tablicy.
Gdy
urządzenie źródłowe określi docelowy adres IP, przeszukuje tablicę ARP w celu
znalezienia adresu MAC urządzenia docelowego. Jeżeli urządzenie źródłowe
znajdzie pozycję w tablicy dla docelowego adresu IP i docelowego adresu MAC,
skojarzy adres IP z adresem MAC i będzie ich używało do enkapsulacji danych.
Pakiet danych może wówczas zostać przesłany poprzez medium sieciowe, po czym
zostanie odebrany przez urządzenie docelowe.
Istnieją dwie metody
zbierania przez urządzenia adresów MAC potrzebnych do enkapsulacji danych.
Pierwszą metodą jest monitorowanie ruchu w lokalnym segmencie sieci.
Wszystkie stacje w sieci Ethernet analizują ruch, aby sprawdzić,
czy dane są przeznaczone dla nich. Częścią tego procesu jest zapisywanie adresu
IP i MAC źródła datagramu w tablicy ARP. Zatem podczas przesyłania danych przez
sieć pary adresów są umieszczane w tablicy ARP. Innym sposobem pobrania tej
pary adresów do transmisji danych jest rozgłoszenie żądania ARP.
Komputer potrzebujący pary adresów IP i MAC rozgłasza żądanie
ARP. Wszystkie urządzenia w sieci analizują to żądanie. Jeżeli jedno z urządzeń
lokalnych będzie miało pasujący do żądania adres IP, wyśle odpowiedź ARP
zawierającą parę adresów IP-MAC. W wypadku gdy adres IP należy do sieci
lokalnej, a komputer nie istnieje lub jest wyłączony, nie pojawi się odpowiedź
na żądanie ARP. W tej sytuacji urządzenie źródłowe zgłasza błąd. Jeżeli żądanie
dotyczy innej sieci IP, można użyć innej metody.
Routery nie przekazują
pakietów rozgłaszania. Jeżeli włączony jest mechanizm proxy ARP, router
korzysta z niej.
Protokół proxy ARP jest odmianą protokołu ARP. W tej odmianie router
wysyła do hosta odpowiedź ARP z adresem MAC interfejsu, na którym otrzymał
żądanie. Router odpowiada takim adresem MAC na żądania, których adres IP nie
należy do zakresu adresów podsieci lokalnej.
Inną metodą wysyłania
danych na adres urządzenia w innym segmencie sieci jest skonfigurowanie bramy
domyślnej.
Brama domyślna to opcja hosta umożliwiająca przechowywanie adresu IP
interfejsu routera w konfiguracji hosta. Host źródłowy porównuje docelowy adres
IP z własnym adresem, aby sprawdzić, czy oba adresy IP znajdują się w tym samym
segmencie. Jeżeli host docelowy znajduje się w innym segmencie, host źródłowy
wysyła dane, używając prawdziwego adresu IP urządzenia docelowego i adresu MAC
routera. Adres MAC routera jest pobierany z tablicy ARP przy użyciu adresu IP
routera.
Jeżeli w routerze nie skonfigurowano mechanizmu proxy ARP albo
na hoście nie ustawiono bramy domyślnej, ruch sieciowy nie może opuścić sieci
lokalnej. Jeden z tych dwóch warunków musi być spełniony, aby uzyskać
połączenie z urządzeniami spoza sieci lokalnej.