[El Scorpio]

3. Например, сеть из 20-40 компов: тут уже, например, кабель провайдера на скорости до 100Mb/s. Вопрос, куда будет подключаться кабель провайдера? »

В точно такой-же маршрутизатор (он же router), как и дома. Только достаточно дорогой и мощный, чтобы обеспечить стабильную работу NAT на требуемой скорости. Плюс наличие функций протоколирования работы и автоматического уведомления администратора о всех нештатных ситуациях.
Даже обычные маршрутизаторы - это микрокомпьютеры, работающие под управлением специальной версии Linux, а дорогие маршрутизаторы - это очень мощные микрокомпьютеры, операционная система которых имеет большое количество служб и самые широкие возможности по настройке.

Также может быть использовано "программное" решение на базе обычного сервера, работающего под управлением обычной версии Windows, Linux или BSD. Особой мощности (по процессору и памяти) здесь не требуется. В том числе можно выделить "виртуальную машину" на основном сервере.

В голове каша) то ли также как и дома, это должен быть роутер (уже не шлюз, а действительно роутер с RIP и OSPF), то ли межсетевые экраны, а может вообще коммутаторы уровня 3 или 4)??? »

Пока что каша у вас по терминологии.
Шлюз, роутер, маршрутизатор - это одно и то же.
Межсетевой экран - это один из компонентов маршрутизатора.
А коммутатор (любого уровня ) - это устройство, соединяющее между собой устройства локальной сети.
Да, управляемые коммутаторы имеют функции, позволяющие осуществлять передачу трафика между конкретными компьютерами: например разрешить конкретными рабочим местам подключаться к конкретными серверам и блокировать другие подключения. В том числе это позволяет обеспечивать информационную безопасность внутри организации. Но к выходу в интернет это имеет весьма опосредовательное решение