Estoy bastante seguro usted necesitaría poner el servidor físico en el mismo subnet del IP para utilizar NLB. Puede usted no configurar los puertos del interruptor para que el equipo físico del NIC del servidor esté en el mismo VLAN que el vSwitch/portgroup usado por las dos VM. NLB no trabajará si los anfitriones no están en el mismo subnet del IP.