Для маршрутизатора Cisco все адреса живут в сети Ethernet и соответственно он будет пытаться искать узел там. Вы можете в этом убедиться запустив tcpdump на главном узле на интерфейсе до inet-а. Вы увидите что ваши запросы с удаленного узла уходят в сеть Ethernet до кошки, а обратно ответа нет.

Кроме того меня несколько смущает количество одинаковых маршрутов. Проблема точно не в них, но где-то что-то запускается лишний раз.