Что-то вы сложное придумали. И, из текста сообщения - не понятно зачем.
Роутер (маршрутизатор) - он должен маршрутизировать. Это удобнее делать между разными IP подсетями :)
На роутере на физический интерфейс Gig 0/1 - повесить одну сеть. (например - 192.168.101.1/24)
На интерфейс Gig 0/2 - другую сеть. (Например - 192.168.102.1/24)
Компы, соответственно -
PC1 - 192.168.101.11 (последний блок цифр - по вкусу). Маска 24 (255.255.255.0)
Шлю-з - 192.168.101.1 (он же - дефолтный и единственный маршрут.)
PC2 - 192.168.102.22. Маска 24 (255.255.255.0)
Шлю-з - 192.168.102.1
Если на коммутаторе по каким-то соображениям нужен транк - ну оставьте его.
Дефолтный маршрут с коммутатора - всё равно пропишите на роутер.
На роутере - статическая маршрутизация между сетями.
НО! Компы (точнее говоря - физ. порты маршрутизатора и то, тчо к ним подключено) должны сидеть на ДРУГИХ подсетях, не на тех, которые есть на транке. (на порту Gig 0/0)
(Или ds должны долго и внятно объяснять - что именно вы делаете и зачем настраиваете одинаковые сети на разных физ.портах МАРШРУТИЗАТОРА.)
Или - выводите отдельные порты коммутатора в разные VLAN'ы и цепляйте компы на них.