A resposta é: Sim, é possível. Pelo menos com a ligação RedHat de interfaces virtuais funciona da mesma forma que a ligação de interfaces físicas. É até mesmo possível estabelecer interfaces virtuais (mode = broadcast) que são configuradas para diferentes Vlan-IDs. O resultado é que os pacotes enviados para a interface de ligação aparecem em todas as Vlans ligadas, cada uma com a ID de Vlan correta.
Observe que isso não é oficialmente suportado pelo RedHat6. Não me conhece tempo é oficialmente suportado em RedHat7.