Eu não verifiquei se ele suporta 10s de milhares, mas parece que você pode especificar muitos endereços dentro do arquivo ifcfg-
diretamente se você informar ao NetworkManager que você vai fazer isso.
O primeiro passo foi informar ao NetworkManager o que fiz como
nmcli con mod eth0 ipv4.method manual
Então eu modifiquei /etc/sysconfig/network-scripts/eth0
então ele tinha
IPADDR0=<ip0>
NETMASK0=<mask0>
IPADDR1=<ip1>
NETMASK1=<mask1>
e, em seguida, eth0
tinha esses dois endereços (após uma reinicialização pelo menos).
Atualização: Infelizmente para mim, este método permite apenas até 256 endereços por interface. (Você pode ver o limite para a versão 0.9.10 que vem com o Fedora 21 na fonte na linha 1366 de src / settings / pluginos / ifcfg-rh / reader.c se você estiver interessado.)