Na camada 2, você tem uma rede plana com todos os dispositivos no mesmo switch. Na camada 3, você tem duas sub-redes, uma com um gateway padrão de um roteador e a outra com um gateway padrão do outro roteador.
Para que essas duas sub-redes se comuniquem, elas precisam de um roteador entre elas. Você tem três opções imediatas:
1) Mude o comutador para um comutador de camada 3 e coloque cada sub-rede em sua própria VLAN, em seguida, forneça um endereço IP à interface virtual de vlan do comutador em cada sub-rede, que será roteado entre eles. Você precisará de um roteamento baseado em política para garantir que cada sub-rede seja encaminhada para fora da conexão de internet correta.
2) Adicione um roteador à rede com uma interface e endereço IP em cada sub-rede. Como sua camada 2 vlan é plana, você poderia fazer isso com uma única conexão com dois endereços IP no link. Você precisará adicionar uma entrada de roteamento aos roteadores existentes para rotear para o novo roteador para a "outra" sub-rede.
3) Forneça a cada um dos roteadores existentes um endereço IP na outra sub-rede. Cada roteador será roteado entre as duas sub-redes.
Por fim, o design da rede é falho. Suas redes de camada 2 e camada 3 devem ser sub-redes iguais, então a opção 1 é ideal.