ARP opera en la Capa 2 (capa de enlace de datos) del modelo OSI, no en la Capa 3. Es responsable de resolver direcciones IP en direcciones MAC dentro de un segmento de red local. Cuando un dispositivo en una red necesita comunicarse con otro dispositivo usando su dirección IP, transmite un mensaje de solicitud ARP a todos los dispositivos dentro de la misma subred. El dispositivo propietario de la dirección IP especificada en la solicitud ARP responde con un mensaje de respuesta ARP que contiene su dirección MAC. Esto permite que el dispositivo solicitante cree una entrada de caché ARP que asigne la dirección IP a la dirección MAC, lo que facilita la comunicación directa en la Capa 2.
Los conmutadores de capa 3 normalmente no mantienen tablas ARP. Las tablas ARP las utilizan principalmente dispositivos que operan en la Capa 2, como conmutadores tradicionales y tarjetas de interfaz de red (NIC). Los conmutadores de capa 3, también conocidos como conmutadores multicapa, operan tanto en la capa 2 como en la capa 3 y realizan funciones de enrutamiento entre diferentes subredes IP. Por lo general, utilizan tablas de enrutamiento para tomar decisiones de reenvío basadas en direcciones de Capa 3 (IP) en lugar de tablas ARP, que son específicas de la resolución de direcciones de Capa 2.
ARP funciona siguiendo una secuencia de pasos para resolver direcciones IP en direcciones MAC dentro de una red local. Cuando un dispositivo quiere comunicarse con otro dispositivo usando su dirección IP, primero verifica su caché ARP (si está disponible) para ver si hay una asignación de dirección IP a MAC coincidente. Si no se encuentra la asignación, el dispositivo transmite un paquete de solicitud ARP a todos los dispositivos de la red local, especificando la dirección IP que desea resolver. El dispositivo propietario de la dirección IP responde con un paquete de respuesta ARP que contiene su dirección MAC. Luego, el dispositivo solicitante actualiza su caché ARP con la asignación de direcciones IP a MAC, lo que permite que las comunicaciones posteriores se realicen directamente en la Capa 2.
ARP es un protocolo de Capa 2 porque opera dentro de la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función principal es resolver direcciones IP en direcciones MAC para la comunicación dentro de un segmento de red local. Los mensajes ARP se encapsulan dentro de tramas Ethernet (u otros protocolos de capa de enlace de datos), lo que los hace específicos para operaciones de Capa 2 donde los dispositivos se comunican utilizando direcciones MAC para intercambiar paquetes de datos dentro del mismo segmento de red física.