A transmissão de um datagrama IP entre duas máquinas numa mesma rede física não involve gateways. O transmissor (remetente) encapsula o datagrama num quadro físico (frame: nível de enlace), liga o endereço IP destino ao endereço físico (de hardware) correspondente, e envia o quadro resultante diretamente ao destino.
Para saber se a máquina destino está na mesma rede se faz uma comparação entre os endereços IP fonte e destino, especificamente entre os campos que identificam a rede. Se ambos campos são iguais significa que o datagrama pode ser enviado diretamente sem ter que passar por um gateway.