Eu acredito que isso tenha a ver com uma mudança de systemd-networkd. Eu estava tentando realizar algo semelhante recentemente no Ubuntu 16.04, e deparei com uma página da Web explicando que o encaminhamento deve ser ativado na própria interface. Não consigo encontrar esta página no momento e não sei quando isso foi alterado.
Então, isso permitirá o encaminhamento, mas, além disso, ele precisa estar ativado na interface
sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
Para ver se o encaminhamento está ativado ou não, execute isto:
sysctl -a | grep forwarding
Para habilitar o encaminhamento na eth0, execute isto:
sudo sysctl net.ipv4.conf.eth0.forwarding=1
Acredito que li que o encaminhamento de ativação em uma interface definirá net.ipv4.ip_forward como 1, portanto, a primeira etapa pode não ser necessária. Se esse for o caso, desabilitar o encaminhamento novamente na interface não reverterá o net.ipv4.ip_forward de volta para 0. Pelo menos é assim que eu me lembro disso.