前述の例１で、 ノードＡはノードＢが同一サブネット上にあることがわかるので、 ノードＢに直接パケットを送信しようとします。 ところがＬＡＮのところでお話したように、 イーサネット上にパケットを送出するためには、 宛先のＭＡＣアドレスを知らなければなりません。 ここで、ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスを知るためのしくみが必要となります。 ＩＰネットワークでは、これをＡＲＰ （Address Resolution Protocol --- アドレス解決プロトコル） により実現しています。
ＡＲＰは単純なプロトコルで、知りたいＩＰアドレスをパケットにセットして、 ブロードキャスト(*1)を行うというものです。 パケットは同一サブネット上にあるすべてのノードが受信しますが、 （設定ミスがない限り）該当のＩＰアドレスを持つノードは １つしかないはずなので、そのノードが自分のMACアドレスをセットして、 送信元のノードに対して答えを返します。
(*1)…ただしここでいうブロードキャストは、ＩＰレベルのブロードキャストではなく、ＭＡＣレベルのブロードキャストです。ＭＡＣレベルのブロードキャストは、単にイーサネット・ヘッダ中の宛先ＭＡＣアドレスを 'ff:ff:ff:ff:ff:ff' にして送信するというものです。同一ネットワーク上の全ノードがこれを受信します。
| 送信元ノードＡ | 宛先ノードＢ | その他のノード | |
| あるＩＰ（ノードＢ）にパケットを送信したいが、 対応するＭＡＣアドレスが分からない | |||
| ＡＲＰ要求 （このIPに対応するMACは誰？） | ＝＝＝＝＞ （ブロードキャスト） | ||
| ＜−−−− | ＡＲＰ応答 （私です） | 無視(*1) | |
| 返ってきたＭＡＣに対して パケットを送信 | −−−−＞ | 受信 | ここには来ない(*2) |
(*1)…ＭＡＣアドレスがブロードキャストだったので受信を行い、そのパケットがＡＲＰ要求であることを認識しますが、問いあわせの対象が自分でないので無視します。このように、ＩＰレベルでは一般的に否定応答などはありません。ノードＡは、誰からも応答が返らない（応答タイムアウト）場合は、そのＩＰは同一ネットワークには（現時点では）存在しないものとして、上位に「Request timed out」のエラーを返します。(*2)…物理的には（低レベルでは）受信していますが、ＭＡＣアドレスがブロードキャストでもなく自分宛てでもないので、単に無視します（上位レベルにパケットの受信を知らせない）。(*1)のパターンとは、無視するレベルが違うことに注意してください。
なおＡＲＰパケットは、一般的なＩＰパケットとは形式が異なるのですが、ここでは割愛します。
パケットを送信するたびに毎回ＡＲＰ要求を出していたのでは無駄ですし、ネットワークのトラフィックを増やすだけです。そこで各ノードは、いったんＭＡＣアドレスの解決が行われると、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表（ＡＲＰテーブル）をメモリ上に保持（キャッシング(caching)といいます）し、宛先のＩＰアドレスがＡＲＰテーブルに登録されていない場合のみ、ＡＲＰリクエストを出すように実装されているのがふつうです。
以下に、ＡＲＰテーブルを表示した例を示します。
例１）ＡＲＰテーブル（Windows 95/NT）
| C:\>arp -a | ||
| Interface: 192.168.0.15 on Interface 2 | ||
| Internet Address | Physical Address | Type |
| 192.168.0.17 | 00-20-af-f5-8a-30 | dynamic |
| 192.168.0.23 | 00-40-c7-57-92-ef | dynamic |
例２）ＡＲＰテーブル（Linux 2.0.30）
| server2:~# arp -a | ||||
| Address | HW type | HW address | Flags | Mask |
| 192.168.0.17 | 10Mbps Ethernet | 00:20:AF:F5:8A:30 | C | * |
| 192.168.0.23 | 10Mbps Ethernet | 00:40:C7:57:92:EF | C | * |