O VMware Player NAT está parcialmente quebrado no Windows 7. Semi-OT: Na minha configuração (convidado do FreeBSD, NAT do VMware, host do Windows 7), meu convidado pode acessar a Internet somente se o ICS estiver habilitado na interface pública do Windows 7 (isto é, permitir que o VMnet8 o compartilhe). No entanto, a ativação do ICS interrompe outras coisas (como uma conexão VPN do host W7).
O roteamento no seu sistema parece OK (ambos os convidados sabem para o ARP um ao outro em vez do gateway). Se o ARP estiver quebrado (o convidado responde, mas o host não recebe a resposta), será que você pode adicionar manualmente as entradas à tabela ARP (arp -s) e passar por isso.