1- Могут ли два отдельных сетевых адаптера быть установлены на одном ПК и иметь разные IP-адреса
Да. В нескольких системах нет ничего особенного. Я подозреваю, что это даже стандартно для почти всех серверов, и на обоих настольных компьютерах, расположенных рядом со мной, также есть две сетевые карты (и вскоре третья, была заказана пара сетевых адаптеров по 10 Гбит).
Термин для компьютера с несколькими сетевыми картами /IP-адресами - "Multihomed"
2- Похоже ли это на разумный подход к генерации / проверке данных, передаваемых через этот интерфейс?
Нет, по нескольким причинам.
- Эхо-запрос ICMP (он же ping) не является хорошим тестом. Попробуйте использовать что-то вроде iperf.
- Маршрутизация может стать сложной. Как можно использовать процессор. Лучше всего разделить это на две системы.
- И, как уже говорил Алекс. Иногда ОС старается быть очень умной. Это проще и надежнее для тестирования на двух разных компьютерах.