O roteamento de pacotes IP é bastante complexo, e a chave para entendê-lo é saber que praticamente todos os roteadores não sabem exatamente para onde o pacote está indo. Ele só sabe que esse roteador sabe melhor do que envia o pacote para eles. Você poderia usar a analogia de seguir um gradiente de concentração para um feromônio.
Suas perguntas específicas:
(0. Os endereços MAC são locais de rede e dependem de tudo que seja Ethernet, de qualquer forma. Os links de alta capacidade certamente não são Ethernet, mas usam protocolos diferentes em fibra óptica.)
- Não. Não há espaço.
- Os roteadores informam uns aos outros rotas para sub-redes; somente os roteadores locais precisam ser capazes de enviar para máquinas específicas (e é isso que servem para os endereços MAC e ARP ). Roteadores conversam sobre rotas por meio do BGP ; de vez em quando, alguns provedores de serviços de internet estragam tudo e grandes partes da internet deixam de funcionar. A única razão pela qual ninguém faz isso de forma maliciosa é porque há muito tráfego, a maior parte dele sem graça ou sem sentido, que ninguém quer receber tudo isso; até ditaduras paranóicas têm coisas melhores a fazer com o seu tempo.
- Sim, são cabos de fibra ótica. O rádio normal seria muito barulhento, o satélite muito lento (é um longo caminho para a órbita geoestacionária) e os cabos de cobre funcionam, mas não têm capacidade.