Você precisa do lease 2 interfaces poder fazer o encaminhamento pelo mecanismo de roteamento. Essas interfaces devem estar inativas (pense eth0 eth1), vlan (eth0.1 eth0.2), vpn (tun), ponte (br0), bond ... mas não aliases. Os alias são apenas uma maneira de anexar mais IPs à mesma interface.
No entanto, como você tem endereços IP privados, você pode fazer SNAT e DNAT para encaminhar o tráfego IP usando as regras de firewall do Netfilter (iptables).