Os dispositivos normalmente distribuídos pelos ISPs são chamados de modem / roteadores, pois possuem um modem E um roteador embutido. Em blocos virtuais, seria Modem < = > Roteador < = > Slots Ethernet. (< = > indicando o tráfego possível em ambas as direções.)
No hardware físico, ele pode estar em um único chip ou ser dividido em dispositivos separados.
Para um roteador, todos os dados chegam ao roteador de qualquer nó, são classificados e enviados na porta de destino que o roteador julga ser o caminho mais rápido para o pacote. Isso pode estar fora da internet ou de outro nó dentro da rede. Um roteador também é um gateway entre a Internet e uma LAN. Ele carrega seu próprio endereço IP que normalmente é o IP do gateway.
Um switch (sem incluir switches gerenciados) é burro. Eles estão interessados apenas em saber qual é o endereço IP de cada nó conectado e onde está o gateway. Se um pacote chegar e o endereço IP de destino for o de um nó conectado a ele, ele simplesmente passará as informações para a porta apropriada. Se ele não souber o endereço IP, ele passará para o gateway e permitirá que o gateway lide com ele. Um switch não tem um endereço IP.
A maioria dos modems nos dias de hoje é capaz de atuar como um gateway em uma capacidade muito limitada. Mas tipicamente, um trabalho de modems é fazer exatamente isso (os sinais MOdulate saem, DEModula os sinais que entram).
Para o seu cenário, se você estivesse usando um modem / roteador, você poderia ligar um switch em qualquer uma das portas e você estaria em seu caminho. Se fosse um modem independente, você precisaria instalar um roteador e, em seguida, um switch.
Em relação ao seu P.P.S. Como mencionei acima, a maioria dos modelos modems posteriores tem recursos limitados, como servidores DHCP, e teoricamente poderiam ser usados com apenas um switch, mas se você estiver falando sobre 20 nós de rede, eu recomendaria configurar um roteador para aproveitar os recursos do roteador como encaminhamento de porta, firewalls e controle de acesso.