Но, насколько я понял, админ сервера видит IP шлюза

Нет, он видит твой IP адрес тоже. А шлюз тебя с левым IP не пропустит.

Во-первых, там могут быть не тысячи, а несколько или даже один.
Во-вторых, в пакетах IP, которыми Ваш компьютер обменивается с Интернетом, есть внутренний IP-адрес именно Вашей сетевой карты за шлюзом.
В-третьих, возможна запись журнала, в какое время какой IP-адрес был назначен конкретной витой паре.

Не забудь еще про имя твоего компьютера в сети...

И не только админ, и не только видит, и не только в интернете ...
Система технических средств по обеспечению оперативно-розыскных мероприятий (СОРМ) на сетях телефонной, подвижной и беспроводной связи и персонального радиовызова общего пользования давно внедрена на основе закона "Об оперативно - розыскной деятельности".
Поэтому: "всё что Вы скажете, может быть использовано против вас"!

можете ещё здесь почитать (первое что поисковик выдал)
[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
http://www.pcweek.ru/year1998/n38/CP1251/News/Chapt4.htm
http://www.iworld.ru/magazine/index.phtml?fnct=page&p=93433812
http://www.scandali.ru/news/news3753.html