1 - Маррутизатор(роутер) в нем 2 кабеля (инет и локаль) с него прокинуты порты на сервер с нудными сервисами (порты например такие как 80)
А Вы не задумывались, что у роутера аппаратные ресурсы, скорее много ниже нежели у полноценного шлюза?
Я просто никак не пойму, что же у Вас там за кластер клиентов, что они должны nat-ом ядро, работающее на полноценном проце положить. Все торренты что-ли гоняют?