パケットの経路

接続済みルートに含まれる宛先の場合、送信元はインターフェースと送信元 IP を選びます。次に宛先のリンクアドレスを解決し、IP パケットを運ぶフレームを送ります。Ethernet 上の IPv4 では ARP、IPv6 では Neighbor Discovery を使います。スイッチは IP ホップになることなくフレームを転送できます。

リンク外の宛先の場合、選択されたルートが次ホップルーターを示します。IP 宛先はリモートエンドポイントのままですが、ローカルフレームの宛先はゲートウェイのリンクアドレスになります。ホストがローカルリンク上で解決するのは、リモートサーバーではなくゲートウェイです。

ルーターは受信したリンクフレームを外し、IP ヘッダーを検証・処理し、TTL または Hop Limit を減らして宛先を検索し、ポリシーを適用して、送信リンク用の新しいフレームを作ります。IPv4 では TTL の変更に応じてヘッダーチェックサムも処理します。ホップフィールドが 0 になるとパケットを破棄し、ICMP time-exceeded メッセージを返すことがあります。

通常のルーティングは送信元と宛先の IP アドレスを維持しますが、NAT は書き換えることがあり、トンネルは元のパケットを包むことがあります。ファイアウォールは通信を無言で破棄したり、拒否応答を返したりします。リンクごとに MTU も異なります。IPv4 ルーターはパケットを断片化できる場合がありますが、IPv6 ルーターは転送パケットを断片化せず、Path MTU Discovery に依存します。

宛先は応答のために独自のルート検索を行います。ルーティングポリシー、負荷分散、障害によって、復路が別のルーターを通る場合があります。ステートフルファイアウォールと NAT は観測した通信フローを考慮する必要があるため、IP としては許される非対称性でも運用上問題になることがあります。