O ARP opera na camada 2 (camada de enlace de dados) do modelo OSI, não na camada 3. Ele é responsável por resolver endereços IP em endereços MAC dentro de um segmento de rede local. Quando um dispositivo em uma rede precisa se comunicar com outro dispositivo usando seu endereço IP, ele transmite uma mensagem de solicitação ARP para todos os dispositivos na mesma sub-rede. O dispositivo que possui o endereço IP especificado na solicitação ARP responde com uma mensagem de resposta ARP contendo seu endereço MAC. Isso permite que o dispositivo solicitante crie uma entrada de cache ARP mapeando o endereço IP para o endereço MAC, facilitando a comunicação direta na Camada 2.
Os switches da camada 3 normalmente não mantêm tabelas ARP. As tabelas ARP são usadas principalmente por dispositivos que operam na Camada 2, como switches tradicionais e placas de interface de rede (NICs). Os switches da Camada 3, também conhecidos como switches multicamadas, operam tanto na Camada 2 quanto na Camada 3, executando funções de roteamento entre diferentes sub-redes IP. Eles normalmente usam tabelas de roteamento para tomar decisões de encaminhamento com base em endereços da Camada 3 (IP), em vez de tabelas ARP, que são específicas para resolução de endereços da Camada 2.
O ARP opera seguindo uma sequência de etapas para resolver endereços IP em endereços MAC dentro de uma rede local. Quando um dispositivo deseja se comunicar com outro dispositivo usando seu endereço IP, ele primeiro verifica seu cache ARP (se disponível) em busca de um mapeamento de endereço IP para MAC correspondente. Se o mapeamento não for encontrado, o dispositivo transmite um pacote de solicitação ARP para todos os dispositivos da rede local, especificando o endereço IP que deseja resolver. O dispositivo que possui o endereço IP responde com um pacote de resposta ARP contendo seu endereço MAC. O dispositivo solicitante então atualiza seu cache ARP com o mapeamento de endereço IP para MAC, permitindo que as comunicações subsequentes ocorram diretamente na Camada 2.
ARP é um protocolo da Camada 2 porque opera dentro da camada de enlace de dados do modelo OSI. Sua função principal é resolver endereços IP em endereços MAC para comunicação dentro de um segmento de rede local. As mensagens ARP são encapsuladas em quadros Ethernet (ou outros protocolos da camada de enlace de dados), tornando-as específicas para operações da Camada 2, onde os dispositivos se comunicam usando endereços MAC para trocar pacotes de dados dentro do mesmo segmento de rede física.