Consegui fazer algo semelhante: queria poder conectar um dispositivo com fio a um roteador sem fio, que se conecta a outro roteador sem fio conectado a uma rede externa. Surpreendentemente, a parte difícil veio depois que consegui que o primeiro roteador agisse como um cliente. Eu realizei isso com algumas regras do iptables no roteador executando o OpenWrt Backfire 10.03.1:
# wl0 is the wireless client device, eth0.0 is the hardware switch
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward # should already be set
iptables -t nat -A POSTROUTING -o wl0 -j MASQUERADE
iptables -A FORWARD -i wl0 -o eth0.0 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -i eth0.0 -o wl0 -j ACCEPT
Agora, o dispositivo com fio pode se comunicar com o mundo exterior.