Não, seu gateway precisa estar na mesma sub-rede que seu endereço de host, já que essa é a máquina que você contata para sair da sua sub-rede (é um roteador).
Você pode ter várias sub-redes no mesmo domínio de transmissão de malha e camada 2, mas você não deve fazer isso na maioria dos casos e, em vez disso, deve separar sub-redes em VLANs individuais e / ou redes físicas.
Além disso, isso é serverfault. Se essa não for uma máquina corporativa em um ambiente voltado para os negócios (que a pergunta não parece indicar), você deve levar questões de escopo limitado ou natureza acadêmica ao superusuário.