デュアルNICマシンでサーバとクライアントを動かして実際にNICにパケット送りたい

先週末に会社で悩んでいた問題．こういう構成でネットワークの実験をしたいのだが，どうしてもうまく行かなかった...

（正確に言うと会社では10GbE SFPをクロスで直接つないだのだが，家だと1000BASE-Tのクロスケーブルちょっとどこにやったか分からんのでハブをかますのが無難だろう．）
最初ARPが返事せず，しょうがないから静的に両方を互いにセットして，さらにルーティングも互いにやったんだけど，TCPでsynが飛ぶのにsyn/ackが返らない．（ソケットは SO_BINDTODEVICE してある．）PingでもやっぱりICMPは飛んでるようなのに返事が返らない．どれも同一の症状と言える．
普段なら同じOS内のIP通信は lo 経由で行くはずだから，やっぱ色々省かれておかしくなってるっぽい．会社では結局マシン2台使うことにしたからいいんだけど... これが解決できたらネットワーク周りの実験が色々楽になるんだけどな．VirtualBoxとかの仮想化でどうにかなる分はそれでどうにかしたいけど，デバイスドライバ周りとか，どうしても対応できない部分が．

2013-06-16 追記： もはや試す機会もないが，ここに同じ要望と，それに対する解決策が示されているようだ：