Voici comment un hôte expéditeur se comporte pour adresser un paquet à un destinataire :

Il extrait l'adresse de réseau, voire de sous réseau de l'adresse du destinataire et la compare à sa propre adresse de réseau ou de sous réseau. S'il s'agit du même réseau, le paquet est expédié directement au destinataire en mettant en oeuvre ARP.

S'il ne s'agit pas du même réseau, l'expéditeur cherche dans sa table de routage une correspondance destinataire final / destinataire intermédiaire (routeur). Il cherche, en quelque sorte, sur son réseau, un hôte capable de servir de facteur vers un autre réseau.

L'expéditeur cherche d'abord à trouver dans sa table de routage locale l'adresse IP complète du destinataire,

s'il ne la trouve pas il cherche l'adresse du sous réseau du destinataire,

s'il ne la trouve pas, il cherche enfin l'adresse du réseau,

s'il ne trouve aucune correspondance, l'expéditeur cherche dans sa table l'adresse d'une passerelle à utiliser par défaut, (route 0.0.0.0)

s'il échoue là encore, le paquet, décidément bien encombrant, est supprimé.

Si l'une de ces recherches aboutit, la machine émettrice construit le paquet avec l'adresse IP du destinataire hors réseau. Elle l'encapsule dans une trame ayant comme adresse MAC de destination l'adresse MAC du routeur. La couche 2 du routeur lit la trame qui lui est adressée et la transmet à la couche 3 IP. Celle-ci récupère le paquet et s'aperçoit que le paquet ne lui est pas adressé, elle consulte sa table de routage, décide sur quelle nouvelle interface réseau le paquet doit être transmis, encapsule le paquet dans une nouvelle trame, et ainsi de suite de passerelle en passerelle jusqu'à destination.