Просто жесткое на Вашем первом решении: Вы проверили, что IPTABLES не блокирует Ваши соединения? Возможно, просто необходимо позволить такую торговлю брандмауэром системы.
Производительность такая же, поскольку большая часть обработки выгружена на оборудование в 2008 R2. Просто используйте карты корпоративного уровня, такие как Intel Pro 10GBps.