Lo que necesitas se llama Proxy. El diagrama de una red que emplea un servidor Proxy seria como la de abajo.



Si, una para el trafico entrante y otra para el trafico saliente, el servidor proxy haría de puente. En realidad el proxy filtra el trafico que pasa por el.

Puedes usar Squid, es fácil de administrar y configurar y dispone de muchos módulos. Si prefieres hacerlo en Windows te sugiero el Optenet.
Este ultimo es de pago, a diferencia de Squid que es gratuito.