IP层在内存中有一个路由表，当有数据要发送或接收到的数据到达IP层时，都要在这个路由表中进行查找，具体查找过程如下：
- 搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目。如果找到，则发送。否则，执行下一步。
- 搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。如果找到，则发送。否则，执行下一步。
- 搜索路由表，寻找标为“默认”的表目。如果找到，则发送。否则，执行下一步。
- 发送失败，则向应用层返回错误信息。
以下图为例，说明路由选择的具体流程。
主机bsdi要发送数据到外网的服务器192.48.96.9。首先主机搜索路由表，选择默认表目发送到主机sun。因为bsdi和sun在一个以太网内，所以发送之前先用ARP协议得到sun的MAC地址。接下来，sun继续选择默认表目发送到主机netb，这里不是使用的以太网，而是SLIP协议，所以数据报不包含链路层首部。netb同样选择默认表目发送到gateway。在这之前netb通过ARP协议获得gateway的MAC地址。gateway选择默认表目以类似的方式发送到外网。
注意到，数据报的目的IP始终指向最终的目的地址。但以太网帧首部的目的地址，也就是48位以太网地址始终指向下一站链路层地址，这个以太网地址是通过地址解析协议（ARP）来获得的。
参考：
《TCP/IP详解》 P27-P30.
