Подключение к модему?
Зависит от настроек с обеих сторон. Всегда можно выставить на клиенте /32  - и всё будет ехать через шлюз.
Это уже тогда роутер.. ну или модем с функцией роутера.
обычно, при покупке такой приблуды например в мегафоне, да, они будут в 1 сети