Сервер в качестве маршрутизатора и прокси-сервера одновременно?
Возможно. Обычно роутер - это мини-сервер, специализированная железка, заточенная под задачи роутинга-файрволла-NAT и еще что-нибудь. Плюсы - маленький, нет механики (а значит нет износа), не сдохнет при внезапном выключении питания (сервер тоже не сдохнет, но fsck и возможно пропадание файлов никто не отменял). Минусы - если на сервере планируется не только прокси, но и сервисы, доступные извне - DNS, веб - придется пробрасывать порты и все такое.
Решение с сервером в качестве роутера подойдет тем, кто сам сможет его админить. Решение с роутером в качестве роутера :) подойдет виндовозникам - тогда в качестве прокси можно поставить винду :)
Потому, что прокси - это как правило, сервер, с операционкой и всем таким, а NAT может быть специализированной железкой типа Cisco.