Eu consegui resolver isso. Embora eu já tenha adicionado net.ipv4.ip_forward=1
a /etc/sysctl.conf
(que a maioria das guias aponta), também preciso adicionar net.ipv4.conf.all.proxy_arp=1
.
A configuração iptables
precisa apenas permitir todo o tráfego nas duas interfaces e funciona!