O que estiver falando diretamente (na camada três) para o provedor recebe o endereço que o provedor atribui, que geralmente é global. Porém, se você conectar uma caixa do Linux diretamente a um modem, então é isso.
Se eu usar um modem USB 3G com um cartão SIM em minha máquina Linux, obtenho o endereço IP atribuído pela operadora como meu telefone quando ele usa o mesmo cartão SIM ou recebo um endereço IP diferente ( como acontece com o tethering USB: o telefone obtém o endereço IP atribuído pela operadora, o PC obtém um endereço diferente como em uma rede local somente com o telefone)?
O que estiver falando diretamente (na camada três) para o provedor recebe o endereço que o provedor atribui, que geralmente é global. Porém, se você conectar uma caixa do Linux diretamente a um modem, então é isso.