>>Дело в том, что если я допустим установлю вместо гипервизора голый CentOS, на нем подниму несколько сетевых интерфейсов и присвою им глобальные IP выданные провайдером, то я без проблем смогу к ним обращаться без всяких там роутингов.
не сможете если возьмете адреса из "пул из 16 IP под мои нужды"
Вам все равно понадобится роутинг. Потому что этот пул провайдер роутит на адрес (не из этого пула).
Т.е у вас должна быть виртуалка-роутер с двумя интерфейсами: один от провайдера + один из пула.