1º Puedes tener las dos tarjetas de red.
2º ¿Ese equipo es el servidor de la red? (Supongo que lo será).
Bien, si lo es, cada una de las tarjetas de red deben tener un ip (y aunque no lo sea tmb) (una para acceder a la red y otra para conectar con el router). Si tienes DNS internos debes especificar bien la direccion de la tarjeta de red que conecta con el router con un nombre (p.e.:router) poniendo su direccion ip. Luego tambien debes especificar los DNS forwarders del proveedor (p. e.: timofonica). El archivo hosts tiene que ser comun en todas las maquinas de la red, ya que deben resolver el nombre de la tarjeta de red que conecta con el router para poder acceder a inet desde la red. Si tienes las dos tarjetas diferenciadas por sus diferentes IP's no deberías tener problemas para acceder (siempre y cuando el enrutado sea correcto, es decir que la ruta que ha de seguir tu equipo para entrar en la red y para salir a inet este definidas, sino puede que se te pisen direcciones y por eso te haga el salto).
Espero no haberte liado más aun. Y no haberme confundido de cosas. Es que esto hace tiempo que lo di y ya mi cabeza no es como antes.
Un saludo y pregunta lo que sea y sea la hora que sea que intentaré ayudarte.
Un saludo.