Hola , veras es muy fácil tienes varias opciones dependiendo de lo que quieras hacer, podriías tomar el camino más fácil y asignar dos ip´s a tu int fa0/0 (la segunda con el parámetro "secondary") y ya está. La otra es un poquitomás complicada pero mucho mejor en custión de rendimiento y seguridad, si dispones de un switch gestionable podrías crear dos vlan, configurar un puerto troncal en el switch que transporte todo el tráfico de las vlan hacia el router y en este crear dos subinterfaces en el puerto fastehernet las cuales serían las puertas de enlace de las dos redes. Cualquier duda ya sabes pregunta , suerte.

Muchas gracias. Voy a elegir la primera opción que es más sencilla y cubre lo que necesito.