Eu li toda a sua pergunta, e sua última frase Am I wrong in the assumption that a hardware router would solve our problem?
ninguém aqui pode responder adequadamente, mesmo com os dados fornecidos. Ah, e por sorrisos eu vou dizer que você deve primeiro verificar e ver que tipo de configuração duplex / velocidade a configuração do ISP em sua transferência de fibra ... como você quase sempre quer combinar com configurações estáticas duplex / velocidade.
No entanto, responderei seu título, Can internet gateways be plugged straight into a layer 2 switch?
... ABSOLUTAMENTE.
Vou até dar um exemplo. Eu vi inúmeros acessos à Internet de 100Mbps e acima dos quais o ISP fornecerá uma ethernet hand off (geralmente um simples conector RJ45 de biscuit) ... provavelmente como o que você tem desde que você conectou diretamente com um laptop, etc ... ou conectado diretamente ao modem a cabo, etc.
Muitas vezes, pode haver a necessidade do ponto de demarcação para o ISP estar em uma sala diferente de alguns equipamentos de rede, como o firewall, etc., em que o verdadeiro IP / endpoint estará ligado. Por exemplo, se a empresa tiver vários edifícios no campus e quiser que o ISP coloque o ponto de demarcação desse link em um prédio separado do datacenter principal. Nesse caso, basta conectar diretamente a um switch da camada 2 que tenha recursos de VLAN e estenda a VLAN do datacenter principal, onde está a firewall / edge gear, até a rede pela VLAN da camada 2 até chegar o interruptor do handoff do ISP está conectado.
Há também momentos em que um switch simples de camada 2 é usado para criar uma DMZ de um homem pobre ou para configurar uma maneira simples de fazer HA entre dois firewalls e a entrega do ISP.
Linha de fundo ... sim, você pode conectar um gateway da Internet diretamente a um switch L2, supondo que você saiba o que está fazendo e querendo realizar ao fazer isso.