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O ESXi 5.1 e o vSphere são sinônimos. Eles são a mesma coisa. Eu prefiro chamá-lo de vSphere, já que é o que o VMware chama.
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Crie um novo vSwitch para as VMs internas. Não vincule este vSwitch a uma NIC física.
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Conecte as VMs internas a este vSwitch interno.
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Adicione um novo vNIC a cada VM externa e conecte-o ao vSwitch "interno".
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Configure o vNIC interno apropriadamente em cada VM para que eles fiquem todos na mesma sub-rede interna (qualquer que seja o intervalo de endereços RFC1918 que você escolher usar).
Agora, cada VM externa é multihomed e terá uma conexão com a rede externa e a interna e deverá poder se comunicar na Internet, bem como nas VMs internas.
Claro, essa é apenas uma das maneiras possíveis de fazer isso.