Apenas uma questão teórica (por curiosidade). Se um host enviou um pacote para seu gateway padrão e o pacote tiver um endereço de destino dentro do intervalo de IP da sub-rede, o que o gateway deverá fazer nesse caso? Existe uma regra para isso em alguma RFC?
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O roteador deve encaminhá-lo de volta para a interface correta.
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O gateway deve ter o mesmo tipo de regras que um host tem para determinar o destino de um pacote. Portanto, normalmente um host não enviará um pacote ao gateway se ele estiver na mesma sub-rede. O termo “gateway” implica “acesso ao exterior”. Você não precisa passar por isso se puder enviar diretamente para o destino. Portanto, mesmo que o seu host tenha regras de conexão e envie esse pacote para o gateway, o gateway terá regras corretas que dizem "qualquer pacote com um destino na sub-rede para esta interface irá para essa interface". Neste caso basta encaminhá-lo, desde que tenha sido configurado corretamente.
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Os pacotes chegam aos roteadores de hosts que não têm ideia de qual é o endereço IP do roteador o tempo todo. Eles não sabem necessariamente que existe um caminho mais curto porque não sabem necessariamente que o roteador e o destino residem em uma sub-rede comum. Esta é uma das razões pelas quais temosMensagens de redirecionamento ICMP.
Como apenas uma maneira de isso acontecer, considere se um host está temporariamente acessível por meio de uma VPN. O roteador precisa fazer proxy ARP para que o host leve os pacotes ao roteador. Se o host logo depois se conectar diretamente à rede (ou através de uma VPN a um host diferente), o pacote poderá chegar ao roteador e o roteador terá que colocá-lo de volta na LAN para chegar ao seu destino.
Outra forma comum é se dois intervalos de IP diferentes compartilharem a mesma rede física. Um roteador pode ter dois endereços IP diferentes, em cada intervalo. E um host só pode conhecer o roteador por um de seus endereços IP. Se ele enviar um pacote com destino a um destino diferente do roteador na outra faixa de IP, isso acontecerá.