Конфигурация IP-адресов

Почитай man ifconfig. Там есть параметр alias.

скомпилируй ядро с поддержкой алиасинга

Не советую, т.к. сегмент коллизий один со всеми вытекающими последствиями + двойной траффик.

Сети действительно лучше разделить, хотя бы из соображений безопасности.
Ну а если уж никак ...
то тогда перекомпиливай ядро с поддержкой IP aliasing support
и читай IP-Alias mini-HOWTO и Documentation/networking/alias.txt в докая ядра ...