【OSI参照モデルとルータ】

ルータがデータを受信するとレイヤ2ヘッダを外し、レイヤ3ヘッダにある宛先IPアドレスを確認し、新しいレイヤ2ヘッダを付けて転送します。

【OSI参照モデルと主な名称と主なヘッダ】

※パケットやフレーム等の名称は厳密に使い分けられていない場合や、一括りに PDU（Protocol Data Unit）と呼ばれる場合があります

【ルータの転送処理】
ルータは送られてきたデータを転送するために以下の処理を行います。

1．着信データのレイヤ2ヘッダを確認する
・「宛先MAC」が自身になっているか、FCS（データが壊れていないかを確認する情報）が正しいかを確認
・自身宛ではなかったり、FCSに異常があればフレームを破棄する

2．レイヤ2ヘッダを外し、レイヤ3ヘッダを確認して自身のどのインターフェースから転送すれば良いかを調べる
・「宛先IPアドレス」を基に、自身のルーティングテーブルから、次に転送するルータのIPアドレスや、出力インターフェースを調べる
・ルーティングテーブルに「宛先IPアドレス」に該当する情報が無い場合は受信したパケットを破棄する

3．パケットを転送するために必要となる転送先（ネクストホップ）の「MACアドレス」を調べる
・次に転送するルータのIPアドレスを基に、ARPテーブルからMACアドレスを調べる
・ARPテーブルに「次に転送するルータのIPアドレス」に該当する情報が無い場合はARPによって該当のMACアドレスを調べる

4．転送するパケットにレイヤ2ヘッダを付け、出力インターフェースからパケットを出力する
・送信元MACアドレスは自身の出力インターフェースのMACアドレスになる
・宛先MACアドレスは3で調べた転送先のMACアドレスになる

【MACアドレスとIPアドレス】
MACアドレスは直近（同一ネットワーク内）の送信元/宛先アドレスを指します。ネットワークをまたぐ際（ルータを通過する際）に、送信元/宛先MACアドレスは付け替えられます。
IPアドレスは最終の送信元/宛先を指すアドレスです。ネットワークをまたぐ際も変わりません。（NATを使用する場合を除く）
なお、スイッチを通過しても、パケットの送信元/宛先アドレスに変化はありません。スイッチのIPアドレスやMACアドレスが使用されるのは、スイッチ自身にアクセスする場合だけです。

例えば下図ネットワークの状況でPCからサーバにパケットを送信した場合、それぞれの位置によってMACアドレスは以下のように変化します。

・「1」と「2」の位置のパケットが持つアドレス
送信元MAC：1111.1111.1111
宛先MAC：3333.3333.3333
送信元IP：192.168.1.1
宛先IP：192.168.3.1

・「3」と「4」の位置のパケットが持つアドレス
送信元MAC：4444.4444.4444
宛先MAC：6666.6666.6666
送信元IP：192.168.1.1
宛先IP：192.168.3.1

・「5」と「6」の位置のパケットが持つアドレス
送信元MAC：7777.7777.7777
宛先MAC：9999.9999.9999
送信元IP：192.168.1.1
宛先IP：192.168.3.1