Não tenho certeza se é assim que os endereços privados do VPC EC2 funcionam.
Eu tenho duas instâncias no VPC que podem conversar entre si (grupo de segurança) e cada instância tem duas interfaces de rede. Uma das duas instâncias tem Elastic IP configurado e funcionando bem.
As instâncias podem fazer ping e se comunicar entre si usando o ip privado que não tem um IP elástico atribuído. Mas quando eu tento conectar / ping com o IP privado que faz tem um IP elástico nele, a solicitação expira.
Instâncias são Ubuntu 12.04 x64