Os endereços MAC são significativos apenas no domínio de colisão local: por exemplo, através de hubs e switches, mas não de roteadores (incluindo gateways). Se o Windows está fazendo uma ponte, está agindo como um roteador.
Execute route print
de um prompt de comando (ou melhor, do PowerShell) para ver as regras de roteamento usadas pelo Windows. Existem todos baseados no endereço IP.