Adresy logiczne są stosowane w warstwie sieciowej modelu ISO/OSI, która odpowiada za trasowanie pakietów danych pomiędzy różnymi sieciami. W tej warstwie wykorzystuje się protokoły, takie jak IP (Internet Protocol), do identyfikacji urządzeń w sieci oraz ustalania ścieżki, jaką mają przebyć dane. Adresy logiczne, w przeciwieństwie do adresów fizycznych (np. adresów MAC, które są używane w warstwie łącza danych), są niezależne od sprzętu i pozwalają na elastyczne zarządzanie ruchem sieciowym. Przykładem zastosowania adresów logicznych jest sytuacja, gdy pakiet danych wysyłany z jednego komputera w sieci lokalnej dociera do innego komputera w sieci rozległej (WAN). Dzięki adresom IP możliwe jest prawidłowe trasowanie danych przez różne routery i sieci. Ponadto, stosowanie adresacji logicznej umożliwia implementację różnych technik zarządzania ruchem, takich jak NAT (Network Address Translation) czy DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), co zwiększa efektywność i elastyczność sieci.
Warstwa fizyczna modelu ISO/OSI zajmuje się przesyłaniem sygnałów elektrycznych, optycznych lub radiowych, a nie adresacją. W tej warstwie nie występują pojęcia związane z adresami, ponieważ skupia się ona na fizycznych aspektach transmisji danych, takich jak kable, złącza i standardy sygnałów. Z kolei warstwa łącz danych zapewnia komunikację między bezpośrednio połączonymi urządzeniami, operując na adresach MAC, które są przypisane do interfejsów sieciowych. Adresy te pozwalają na lokalne trasowanie danych, ale nie są używane do identyfikacji urządzeń w szerszej skali. W warstwie transportowej, zajmującej się zapewnieniem niezawodności i kontrolą przepływu danych, również nie stosuje się adresów logicznych. W tej warstwie protokoły, takie jak TCP i UDP, operują na portach, które identyfikują konkretne aplikacje na danym urządzeniu, a nie na adresach w skali sieci. Błędne wnioski mogą wynikać z mylenia pojęć dotyczących adresacji logicznej i fizycznej oraz nieznajomości funkcji poszczególnych warstw modelu ISO/OSI. Kluczowe jest zrozumienie, że adresy logiczne są przypisane w warstwie sieciowej, gdzie odbywa się routing, a nie w warstwach niższych, które koncentrują się na bezpośredniej komunikacji i fizycznej transmisji danych.