O que o OpenNebula assume em sua documentação aqui é que os hosts usam duas interfaces físicas, uma para rede privada e um para conectividade com a Internet. É claro que se um host tiver apenas uma interface, ele poderá se conectar a apenas uma das redes. A solução que eu tentei para não perder a conectividade com a internet foi alterar o arquivo de interfaces para que a interface br0 fosse automaticamente atribuída pelo DHCP
iface br0 inet dhcp
Também alterei o arquivo de definição de rede para que ele contenha concessões de endereços IP públicos que não foram designados pelo dhcp. A máquina virtual que instanciei foi atribuída com sucesso a um IP público. Embora eu fosse capaz de fazer o ssh para essa máquina virtual, então qualquer pessoa pode fazer isso na Internet, então não vou manter essa configuração.