Ogni host di rete, workstation o server ha il proprio indirizzo IP e subnet mask. Quando l'host comunica con il server, in base al proprio indirizzo IP e subnet mask, nonché all'indirizzo IP del server, determina se il server si trova nello stesso segmento di rete di se stesso:

1. Se viene determinato che si trova nello stesso segmento di rete, troverà direttamente l'indirizzo MAC dell'altra parte tramite l'Address Resolution Protocol (ARP), quindi inserirà l'indirizzo MAC dell'altra parte nel campo indirizzo MAC di destinazione dell'intestazione del frame Ethernet e invierà il messaggio. Lo scambio a due livelli realizza la comunicazione;

2. Se viene determinato che si trova in un segmento di rete diverso, l'host utilizzerà automaticamente il gateway per comunicare. L'host trova prima l'indirizzo MAC del gateway impostato tramite ARP, quindi inserisce l'indirizzo MAC del gateway (non l'indirizzo MAC dell'host opposto, perché l'host pensa che il partner di comunicazione non sia l'host locale) nel campo indirizzo MAC di destinazione dell'intestazione del frame Ethernet, invia il messaggio al gateway e realizza la comunicazione tramite il routing a tre livelli.