Возможно ли организовать такую виртуальную сеть?

Засуньте eth0 в отдельный бридж, на внутренний порт хоста повесьте первый адрес.
Затем в виртуалке сделайте вторую сетевую карту, её присоедините к этому новому мосту и назначьте ей второй адрес. Первая сетевая пусть так и смотрит в серую подсеть другого моста.

Если охота покопаться, но более красиво - используйте один openvswitch мост с разбивкой на vlan'ы. Тогда у вас будет влан для серой сети, прочие гостевые получают просто accessport этого vlan'а, гостевая с белым адресом получает транк с двумя vlan'ами. Хосту делаете внутренний порт доступа влана с внешними аресами, eth0 включаете в этот же vlan как порт доступа.

PS: "на сервере будет". Раз будет, то почему не debian jessie? Релиз через неделю и потом не париться с обновлением.

Как попробовал openvswitch - с бриджами теперь неприятно работать.
По поводу IP - тут зависит от того как вы получаете их. если сетевой интерфейс один и все IP в одном vlan - то заводите switch, создаете фабрику, загоняете туда интерфейс и туда же добавляете интерфейс с белым IP. в эту же фабрику добавляете интерфейы для ipv6 и mgmt интерфейс. Далее создаете еще одну фабрику и туда добавляете интерфейсы с серыми IP.
По поводу выбора ОС и оркестратора - ОС выбирайте ту которую лучше знаете, а оркестратор - proxmox конечно удобен но я от него держусь подальше. proxmox использует очень сильно перепиленные пакеты, и в случае если вам необходимо будет куда-то мигрировать или сделать что-то отличное от стандартных задач - тогда ОЙ! Небула же использует стандартный libvirt которым имеет рулить не только она.

Решил следующим образом.
1) поднял proxmox на сервере и назначил ему 1 ip v4
2) поднял виртуалку с pf sense и назначил ей 2 ip v4
3) настроил на pfsense openvpn, nat, firewall, dns и политики безопасности
4) поднял виртуалку с nginx как балансировщик и реверс-прокси и прикрутил его 80 порт к порту pfsense через nat.
5) поднял ноду с mariadb
6) поднял несколько нод с сайтами, ноды с owncloud и gitlab, привязал их к nginx.

Вся схема работает так
http/https -> pfsense -> nginx -> нода с сайтом
Для деплоя
домашний комп -> openvpn pfsense -> gitlab -> jenkins -> ноды