comprendo mas o menos tu idea... de hecho es posible, de preferencia que sean de diferentes redes ya que si no, no le encontraría sentido a conectar las dos interfaces al mismo router ya que sería lo mismo que tener conectada solo una.
En fin, hay tarjetas madre que incluyen 2 interfaces de Red Ethernet a lo cual puedes configurar en tu equipo para un mejor rendimiento en Internet, la configuración óptima es que una de las interfaces funcione solo para trafico de bajada y la otra para trafico de subida.
Como te digo esta configuración generalmente se utiliza en servidores ya que no es muy común que en usuario estándar tenga 2 accesos de red diferentes.
Proporciona mas datos para ayudarte como el sistema operativo que tienes.
Esta configuración la intenté en una ocasión cuando monte un servidor proxy pero con linux y con un enfoque diferente una de las tarjetas de red era WAN y la otra LAN.
Espero te sirva de ayuda mi respuesta.