как компьютер определяет шлюз по умолчанию?Никак. Это бездумная железяка. Либо это делается ручными настройками, либо назначается сервером dhcp, где тоже руками указывают шлюз последней надежды.
Но допустим на хосте прописан только IP адрес и маска - как в таком случае выяснить?Никак. Маска указывает на подсеть. IP - адрес в этой подсети.
Имеется ли в IP пакете информация об этом?В пакете IP нет такого поля, которое говорило о шлюзе по умолчании.