Como você não pode alterar o roteamento na sub-rede 1 e não deseja usar o iptables, uma abordagem seria criar um túnel VPN da sub-rede 3 para a sub-rede 2 diretamente.
No caso de seus gateways para sub-rede 3 e sub-rede 2 serem servidores linux, eu também usaria o openvpn. Se for um dispositivo de firewall, crie um túnel vpn usando o software do firewall para falar com o firewall da sub-rede 2.
Claro que com o iptables e a capacidade de mudar o roteamento na sub-rede 1, as correções são muito mais flexíveis, me avise se você gostar de uma solução nesse sentido.