Nachdem der Ethernetrahmen adressiert und zum Gateway gesendet wurde kann dieser nun das IP-Datagramm, welches die DNS Anfrage enthält, aus dem Ethernetrahmen extrahieren. Anhand einer Weiterleitungstabelle kann der Router bestimmen, dass das IP-Datagramm zum entsprechenden Router geleitet werden soll.

Vor dem Absenden kapselt der Router das IP-Datagramm in einen Ethernetrahmen, welches dann zum Empfängerrouter gelangt. Das IP Datagramm wird dort extrahiert und wird mit Hilfe von Interdomain-Protokollen zum DNS Server weitergeleitet. Der Ziel-DNS Server extrahiert daraufhin aus der DNS Anfragenachricht den Domainnamen und schlägt die zugehörige IP-Adresse nach. Ist dies geschehen, setzt der DNS-Server seine DNS-Antwortnachricht in ein UDP Segment, welches wiederum in ein IP-Datagramm gekapselt wird, das an den ursprünglichen Sender adressiert ist. Dieser ist nun in der Lage den gesuchten Domainnamen zu kontaktieren.