Justamente lo tengo yo también así.
Para compartir la conexión, y configurarlo de manera gráfica, tienes Firestarter, es un cortafuegos, que además tiene un asistente para compartir la conexión.
Date cuenta que al ser un cortafuegos, tienes que abrir puertos y demás, tanto para tu ordenador como el otro de la red, pero es muy fácil, lo comprenderás enseguida si has usado alguna vez un cortafuegos.
Luego tienes un script que hace lo mismo, sin tener que instalar firestarter, yo lo prefiero y lo tengo de este modo,
aquí te explican cómo usarlo.
En cualquier caso, para configurar la red, si tienes cable-modem de ono como yo, lo más seguro es que el módem use dhcp para conectarse a internet, por lo cual adapta a tu caso esta configuración de /etc/network/interfaces :
# Levantar conexión cable-modem al inicio
auto eth1
# Asignar dirección dhcp al cable-modem
iface eth1 inet dhcp
# Levantar red local al inicio
auto eth0
# Parámetros red local
iface eth0 inet static
address 192.168.0.1
netmask 255.255.255.0
Así tienes dhcp para que se conecte el cable-modem a internet, y la red local configurada con la IP y la máscara de red que pongas, cámbiala a los parámetros de tu red local o ponlo así en linux y pon en el windows la ip 192.168.0.2, máscara 255.255.255.0 y puerta de enlace 192.168.0.1 (la ip del pc linux).
eth0 y eth1 son los dispositivos de red cable modem y tarjeta de red, para saber, si estás conectado, cual es el cable modem, pon en la consola:
ifconfig
Saldrá eth0, y eth1 (o más) y fíjate en cada inet addr, en la IP (debe ser la que te ha asignado ono, suele empezar por 8.)
Luego pones sudo /etc/init.d/networking restart para probar la configuración, o reinicias.
Un saludo