Giao thức TCP/IP sử dụng ARP để tìm địa chỉ vật lý của trạm đích. Ví dụ khi cần gửi một gói dữ liệu IP cho một hệ thống khác trên cùng một mạng vật lý Ethernet, hệ thống gửi cần biết địa chỉ Ethernet của hệ thống đích để tầng liên kết dữ liệu xây dựng khung gói dữ liệu. Thông thường, mỗi hệ thống lưu giữ và cập nhật bảng thích ứng địa chỉ IP-MAC tại chỗ (còn được gọi là bảng ARP Cache). Bảng thích ứng địa chỉđược cập nhật bởi người quản trị hệ thống hoặc tựđộng bởi giao thức ARP sau mỗi lần ánh xạđược một địa chỉ tương ứng mới.
Trước khi trao đổi thông tin với nhau, node nguồn cần phải xác định địa chỉ vật lý MAC của node đích bằng cách tìm kiếm trong bảng địa chỉ IP. Nếu không tìm thấy, node nguồn gửi quảng bá(Broadcast) một gói yêu cầu ARP(ARP Request) có chứa địa chỉ IP nguồn, địa chỉ IP đích cho tất cảc các máy trên mạng. Các máy nhận, đọc, phân tích và so sánh địa chỉ IP của nó với
địa chỉ IP của gói. Nếu cùng địa chỉ IP, nghĩa là node đích tìm trong bảng thích ứng địa chỉ IP- MAC của nó và trả lời bằng một gói ARP Rely có chứa địa chỉ MAC cho node nguồn. Nếu không cùng địa chỉ IP, nó chuyển tiếp gói yêu cầu nhận được dưới dạng quảng bá cho tất cả các trạm trên mạng.
Tóm lại tiến trình của ARP được mô tả như sau: - IP yêu cầu địa chỉ MAC.
- Tìm kiếm trong bảng ARP.
- Nếu tìm thấy sẽ trả lại địa chỉ MAC.
- Nếu không tìm thấy, tạo gói ARP yêu cầu và gửi tới tất cả các trạm.
- Tuỳ theo gói tin trả lời, ARP cập nhật vào bảng ARP và gửi địa chỉ MAC cho IP.