Etherが物理的に1ポートしかないマシンでPPPoEのルータをやらせたりするのと同じだね。
エイリアス作れば、仮想のネットワークアダプタにそれぞれに違ったセグメントのIPを振ったりもできる。

それと同じことをFONルータでもできるだろう。
あとは、iptableの設定をうまくすればOK。