[artem_]

без использования надежных технологий вроде брандмауэров и правил маршрутизации. »

вообще то это на этом всегда и строилось.

Чтобы связать между собой уделенные сегменты сети вы можете пойти 2 способами
1. Выкупиь у провайдера канал - очнь дорого.
2. Настроить виртуальную частную сеть (VPN) вот можете попробовать вот это
без маршрутизации - никак.

А если вы хотите еще и запретить из одной стороны тот тут полюбму нужно будет настраивать Firewall.

Смотрите в сторону LINUX, FREE BSD (шаровые) или ISA Server, Kerio и т.д. Или же можете использовать аппаратные роутеры.