Assumindo, IP_EXT1 e IP_EXT2 são os endereços IP externos das máquinas 1 e 2, respectivamente, e IP_INT1 e IP_INT2 dos respectivos endereços IP internos.
IP_EXT1 e IP_EXT2 são, na verdade, endereços da máquina de roteamento, aliases para a mesma interface de rede ou duas interfaces distintas.
Então, a configuração do iptables na máquina de roteamento deve ser tão simples quanto (não testada):
iptables -t nat -A POSTROUTING --destination $IP_EXT1 -j DNAT --to-destination $IP_INT1
iptables -t nat -A POSTROUTING --source $IP_INT1 -j SNAT --to-source $IP_EXT1
iptables -t nat -A POSTROUTING --destination $IP_EXT2 -j DNAT --to-destination $IP_INT2
iptables -t nat -A POSTROUTING --source $IP_INT2 -j SNAT --to-source $IP_EXT2