В теории, это можно разрулить одним роутером и его грамотной настройкой. Сначала на роутере настраиваете один IP для работы с NATом, потом, транслируете два других в локалку (средствами фаервола или настройками интерфейсов). Не уверен, умеет ли так именно Dir-300.
Свич по ходу будет нужен только изза нехватки портов роутера.

У вас ошибочка по ходу в схеме. Сетевое хранилище на паблик будет работать на всю подсеть провайдера Могут и "бомбить"...
Принтер бы сетевым сделать,более удобно, ИМХО. Большинство средних роутеров имеют принтсервера.