ルーティングで使用されるMAC / IPアドレス

私は数週間のうちにMACアドレスとIPアドレスについて6番目のフォームを教える必要があり、私が明確にしていない分野がいくつかあります。私はシラバスを通過するのに十分ですが、物事がより意味のある方法でどのように機能するかを説明できるように、仕様よりも多くの知識を持っているのが好きです。

私が理解しているように、LAN上のデバイスがインターネット経由で別のLAN上のデバイスにパケット/フレームを送信すると、次のことが起こります。

送信側で宛先と送信IPを含むパケットが作成されます

最初の質問：宛先IPは実際には受信デバイスのLANのゲートウェイのIPですか？

これは、LANのゲートウェイに行くフレームに変わります-これはデータリンク層で起こり、フレームにはMAC送信と宛先アドレスが追加されています

最初の質問：宛先MACアドレス-これは最終的な宛先ですか、それともゲートウェイの宛先ですか？

その後、パケット/フレームはインターネットに送信され、（IPアドレスを使用して）最終宛先への次のホップにルーティングされます。

2番目の質問：各ホップで、データリンク層はフレーム内の宛先MACアドレスを次のホップのMACアドレスに変更しますか？

パケット/フレームは宛先アドレス（ゲートウェイ）にルーティングされます

3番目の質問：フレーム/パケットが受信LANのゲートウェイに到達したら、スイッチがフレーム内の宛先MACアドレスを使用して、正しいデバイスに到達することを確認しますか？これは明らかに、フレーム/パケットがインターネットを通過するときに宛先MACアドレスがルーターによって修正されないことを前提としています。修正された場合、受信ゲートウェイがフレーム/パケットを受信すると、送信先をどのようにして知ることができますか？

MACアドレスは、フレームヘッダーのレイヤ2アドレスです。レイヤー2フレームは、レイヤー3 IPパケットをカプセル化します。レイヤー2フレームは、レイヤー2/3境界（ルーターなど）で取り除かれます。レイヤー3パケットを別のレイヤー2ドメインを介して転送する必要がある場合、新しいレイヤー2ドメインのMACアドレスを使用して新しいレイヤー2フレームが作成され、レイヤー3パケットがカプセル化されます。

概念的に：

ルーターへ：

<L2 frame><L3 packet><L4 segment>PAYLOAD DATA</L4 segment></L3 packet></L2 frame>

ルーターで：

<L3 packet><L4 segment>PAYLOAD DATA</L4 segment></L3 packet>

ルーターから：

<New L2 frame><L3 packet><L4 segment>PAYLOAD DATA</L4 segment></L3 packet></New L2 frame>

元のレイヤー2フレームには、送信者のソースMACアドレスと、そのレイヤー2ドメイン内のルーターのインターフェイスの宛先MACアドレスが含まれます。

新しいレイヤー2フレームには、新しいレイヤー2ドメイン内のルーターのインターフェイスの送信元MACアドレスと、新しいレイヤー2ドメイン内のネクストホップの宛先MACアドレスが含まれます。

レイヤ3パケットには、パケットの発信元のレイヤ3送信元IPアドレス、および最終的なレイヤ3宛先のレイヤ3宛先アドレスが含まれます。

レイヤー2のMACアドレスは、ルートに沿った各レイヤー2/3境界で削除され、新しいソースと宛先のMACアドレスに置き換えられますが、レイヤー3のIPアドレスはパスに沿って同じままです（NATなどの特定の例外を除く） 。

最初の質問：宛先MACアドレス-これは最終的な宛先ですか、それともゲートウェイの宛先ですか？

MACアドレスはフレームのレイヤー2で使用され、レイヤー2はローカルネットワークを定義します。したがって、最終的なターゲットが同じLAN上にない場合、宛先MACアドレスはゲートウェイのアドレスです。

2番目の質問：各ホップで、データリンク層はフレーム内の宛先MACアドレスを次のホップのMACアドレスに変更しますか？

はい、または同じLAN上にある場合は最終ターゲットのMACアドレス。

3番目の質問：フレーム/パケットが受信LANのゲートウェイに到達したら、スイッチがフレーム内の宛先MACアドレスを使用して、正しいデバイスに到達することを確認しますか？これは明らかに、フレーム/パケットがインターネットを通過するときに宛先MACアドレスがルーターによって修正されないことを前提としています。修正された場合、受信ゲートウェイがフレーム/パケットを受信すると、送信先をどのようにして知ることができますか？

最終ターゲットのIPアドレスとそのルート（LANアドレスとマスク）を使用すると、ルーターは、パケットのターゲットが同じLAN上にあるかどうかを差し引くことができます。IPアドレスがLAN IPアドレスとマスクの範囲内にある場合、最終的なターゲットがルーターが接続されているLANにあることがわかります。

受け入れられた答えを補足するためにこのアニメーションを追加したかっただけです。

（この素晴らしいGIFはここからです。）