Какой основной принцип отправки пакетов IP на конкретный узел (хост) сети Интернет?

Как устроена сеть

Куча автономных систем со своей внутренней динамической маршрутизацией между узлами сети. Обычно по протоколу OSPF, может быть IS-IS или даже IBGP. В пределах AS на маршрутизаторах хранится информация о всех маршрутах их стоимости до каждой подсети.

как она определяет маршрут именно в реализации

AS связаны между собой по протоколу динамической маршрутизации BGP. Он отличается принципом работы от протоколов внутри AS. Маршрутизатор, настроенный по этому протоколу знает о маршрутах только у соседних маршрутизаторов. В зависимости от настроек BGP трафик между автономными системами пойдёт по тому или иному пути и не всегда оптимальному (зависит от того как и о чем договорятся админы AS). Далее трафик через граничный маршрутизатор попадает внутрь нужной AS, где направляется по поределённому пути, который тоже не всегда может быть кратчайшим.
Потом трафик доходит до нужного маршрутизатора и по внутренней сети направляется к абоненту.

Для более лучшего изучения темы лучше обратиться к хорошему ресурсу, где многое понятно описывается.

Я правильно понимаю, что:
- есть некая Mesh-сеть (все-со-всеми), предназначенная для обмена некими сообщениями
- канал связи между узлами - прямое TCP-соединение
- в случае обрыва прямого соединения, должна обеспечиваться возможность транзитного прохождения сообщения
- количество узлов может быть очень большим - возможно, тысячи узлов

Верно?

Тогда есть смысл реализовать схему маршрутизации, аналогичную принятой в BGP.
Я отойду от специфически сетевой терминологии и постараюсь передать суть.

Итак, у каждого узла есть свой идентификатор - имя.
Оно отвязано от его ip-адресации, и, по-хорошему, один и тот же узел может быть доступен по нескольким ip-адресам одновременно.

В момент установления нового соединения между узлами, каждый из них сообщает новому соседу как своё имя, так и список известных ему других узлов с наиболее коротким транзитным путём до каждого из них.

Пример:
Узел "Вася" подключается к узлу "Петя".
В момент подключения, "Вася" сообщает:
Я "Вася". Я знаю, как добраться до:
- "Вася", кратчайший путь: ""
- "Коля", кратчайший путь: "Вася"
- "Настя", кратчайший путь: "Вася, Коля" (Возможно, есть ещё более длинный маршрут, но нам достаточно сообщить наиболее короткий)

"Петя" делает следующее:
- отдаёт Васе аналогичный список известных ему узлов с маршрутами до них
- отбрасывает полученные от "Васи" маршруты, в кратчайшем пути до которых нашёл свой имя (во избежание петель маршрутизации)

Для того, чтобы понять, в какое соединение отправить сообщение для Насти, Пете достаточно из известных ему маршрутов до неё выбрать тот, у которого маршрут короче.

Потенциальные грабли, которые стоит учесть:
1. Не забывать сообщать соседям об изменении своей таблицы маршрутизации:
- при пропадании соседа
- при появлении нового соседа
- если для какого-то возможного получателя изменился наиболее короткий маршрут
2. Не забывать отбрасывать маршруты, в которых нашёл самого себя
3. Поскольку из-за некорректной работы некоторых узлов "закольцовывание" всё равно возможно, необходим аналогичный TTL механизм, ограничивающих количество транзитных узлов, которое может пройти сообщение перед своим уничтожением.