Para descobrir qual rota o tráfego está tomando para um determinado endereço no TCP, use a ferramenta 'Trace Route'.
Para o Windows, o comando é:
tracert [host]
Onde [host] é o que você deseja verificar, diga google.com
ou mymachine.domain.local
.
Ao olhar para o primeiro salto, você saberá para onde foi. Por exemplo:
C:\Users\Mark>tracert google.com
Tracing route to google.com [66.102.11.104]
over a maximum of 30 hops:
1 14 ms 13 ms 14 ms nexthop.nsw.iinet.net.au [203.55.231.88]
Diz que meu tráfego para o Google está passando pela minha placa de rede iiNet, mas se eu rastrear 118.82.45.35 (onde tenho uma rota estática indo para uma NIC diferente), vejo:
Tracing route to 118.82.45.35 over a maximum of 30 hops
1 1 ms <1 ms <1 ms 192.168.161.1
2 29 ms 28 ms 28 ms lns20.syd6.internode.on.net [150.101.199.159]
O que me diz que vai para um gateway diferente (e NIC diferente) e sobre a minha conexão com a Internet do Internode.
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Se isto não é evidência suficiente, ou os primeiros saltos são os mesmos, então a sua única opção será fazer como Zoredache disse, e usar WireShark e observe os pacotes reais fluirem pela NIC.