なぜネクストホップは同じネットワーク内でなければならない？

ネクストホップへは「フレームを直接渡す」必要があるからです。フレーム配送は同じリンク内でしかできず、渡す相手のMACアドレスをARPで解決できなければなりません。

遠くのルーターをネクストホップに指定しても、そこまでの配送手段が無く、設定自体が無効になるか、到達不能になります（機器によっては、さらにその先を再帰的に引く実装もありますが、原則は直接到達可能性です）。

デフォルトゲートウェイが「同じネットワーク内にいなければならない」のも、同じ理由です。