Я предполагаю, что каждый маршрутизатор выполняет NAT самостоятельно. Если я вас правильно понял, вы говорите о:
Настройка трех маршрутизаторов:
Outer router
 Inner router a
  Device A1
  Device A2
  …
 Inner router b
  Device B1
  Device B2
  …
Настройка двух маршрутизаторов:
Outer router
 Device O1
 Device O2
 …
 Inner router
  Device I1
  Device I2
  …
Основное отличие:
- При наличии трех маршрутизаторов ни одно устройство - Aне может инициировать связь с любым устройством- Bдля этого не настроен- Inner router b(например, переадресация портов). И по симметрии: ни одно устройство- Bне может инициировать ...
 
- При наличии двух маршрутизаторов ни одно - Oустройство не может инициировать связь с любым- Iустройством, если для этого не настроен- Inner router(например, переадресация портов). Но любое- Iустройство может инициировать связь с любым- Oустройством (если брандмауэр не запрещает это, но это не по умолчанию).
 
  Насколько я понимаю, два маршрутизатора в каскадной конфигурации LAN-WAN уже имеют две отдельные сети
Не совсем. При настройке с двумя маршрутизаторами устройства I могут достигать O устройств, поэтому сети не полностью разделены.
  какая разница в производительности между этими двумя типами
При подключении к внешним устройствам (например, к Интернету)O устройства будут проходить один NAT (по крайней мере, когда нет дополнительных NAT за пределами вашего Outer router). A , B и I будут проходить два NAT (снова: по крайней мере). Этот дополнительный NAT добавит некоторую задержку. В большинстве случаев это будет незначительно, однако, например, хардкорные геймеры предпочтут играть в многопользовательскую игру с позиции O
Вы можете испытывать или не испытывать разницу в пропускной способности, это зависит от ваших конкретных маршрутизаторов и их последовательности. Общее правило: дополнительное звено в цепочке может уменьшить пропускную способность или не повлиять на нее; это никогда не увеличит это.
  объяснение преимуществ и недостатков между двумя приветствуется
Еще одно практическое отличие, о котором я могу подумать, - это когда вы хотите перенаправить порт, чтобы сделать одно из ваших устройств доступным из Интернета. Переадресация портов на устройство O включает только настройку Outer router . Переадресация портов на устройства A , B или I требует изменений в конфигурации двух маршрутизаторов; эти изменения должны соответствовать друг другу. Это делает всю установку немного сложнее.