El router, definitivamente te va a dar las IPs internas, a menos que le desactives el DHCP y le pongas las IPs de forma manual.
Si queres llevar un control de descargas y que hace cada persona, podrías conseguirte un equipo viejito le pones 2 tarjetas de red y le instalas
IPCOP.
Si revisas lo que es IPCOP, te vas a dar cuenta que es un firewall y también hace las funciones de proxy para que mantengas segura tu red.
Ya si queres solo opciones de proxy, entonces podes utilizar
squid proxy en windows o linux de preferencia.