У вас для каждой подсети должен быть шлюз по-умолчанию, куда вы маршрутизируете ваш трафик (ну или шлюз один - но тогда схему подробнее в студию). Т.е. на уровне IP это разные сети - l3 петли нет.
Но что более важно, свич, скорее всего неспроста отдаёт вам два шнурка, скорее всего внутри у него идёт разделение VLAN, т.е. провайдер отдаёт две сети, каждая в своём тегированном VLAN, и каждый порт скоммутирован с соотв. портом который идёт в маршрутизатор но уже без тега. Т.е. они как бы в двух разных свичах - l2 петли тоже нет.