Se você está procurando a resposta curta, ele (o roteador / firewall) já sabe tudo o que precisa para a "resposta" TCP da tabela de sessão e da tabela de roteamento.
Um exemplo genérico ficaria assim:
Se necessário, o roteador pode executar uma solicitação ARP da mesma forma que faria sempre que precisar fazer uma consulta de endereço MAC. Mas, normalmente, seria para dispositivos locais, o que significa que, com base na sub-rede, pode acabar simplesmente encaminhando a camada de pacotes 3 para outro dispositivo.
Uma resposta mais complexa envolveria saber COMO a VM está na rede (bridge / NAT / etc.), assim como a complexidade da rede, etc., o que será uma resposta de livro e beber do firehose, para ser honesto.