hay firewalls, que contemplan esa posibilidad, routers, vamos, todo dispositivo que maneje "capa 4"...
Como dice el amigo mas arriba, con un linux, te basta,... pero vamos, que con cualquier sistema operativo decente... y en eso incluyo un windows 2000/2003... tuve hace poco puesto un 2003, con un firewall-1, en hardened, y una config parecida a la que mencionas con un ADSL y un modem (backup) y funcinaba bien, eso si, rompete un poco los cuernos...
Por el rendimiento, tranqui, yo he usado la configuracion de arriba bajo un pentium a 100 con 128 de ram... y me sobraba equipo... :-D
aunque alguno lo dude... ;-)
Si es para una empresa, no te compliques, un router modular (un cisco, por ejemplo), le cascas las tarjetas que necesites de adsl configuras y listo. Eso si, prepara la cartera...
Como bien ha dicho el amigo de arriba, una conexion por linea, las conexiones no se fragmentan.
Suerte. Si funciona bajo linux, publicadlo. Será un buen tutorial. :-P