Bom, a única maneira que eu vejo de conseguires fazer isso é substituires o "www" no segundo servidor por outra expressão qualquer.
A pergunta que fizeste sobre as grandes empresas terem vários servidores web é pertinente e eu explico-te como fazem em 99% dos casos: da forma que acabei de falar. Por exemplo, a página inicial fica em
http://www.empresa.pt ; a página de suporte, imaginemos que está num servidor diferente, eles colocam em
http://support.empresa.pt . Desta forma, só é preciso criar as entradas alias (CNAME) no servidor DNS para que www aponte para o servidor #1 e support para o servidor #2.
Apenas não sei se isto funciona com endereços IP privados; nunca testei.
Esta é a forma de ter mais que um servidor web (ou outro tipo de servidor qualquer) na mesma rede.
Se o que tu queres for, por outro lado, hospedar dois sites diferentes na mesma rede, deixa-me dizer-te que os servidores web actuais têm uma cena que se chama headers de host que, basicamente, fazem o seguinte:
imaginemos que tens dois sites hospedados no mesmo servidor, o
www.site1.pt e
www.site2.pt. Teoricamente, se estes sites estivessem no mesmo servidor deveria ser impossível para o próprio servidor distinguir qual deveria apresentar quando alguém quisesse acessar qualquer um dos sites, pois, como deves saber, quando abres o browser e queres ver um site, inseres a URL e os servidores DNS na Internet procuram o endereço IP desse servidor web para fazerem a tua ligação com esse servidor. A comunicação é feita por IP e não por URL. Assim, o que estes headers fazem é algo do género de dizer que quer comunicar-se com esse tal servidor web e ainda quer que o site apresentado seja o site2, por exemplo. O servidor lê esse header e apresenta o site de acordo com o header.
Para configurares isso no IIS 6, entras nas propriedades do Web Site que queres, clicas no botão advanced logo na primeira janela que te aparecer (aquela onde defines quais são os IPs onde o servidor vai estar a "ouvir"), seleccionas essa ligação onde ele "ouve" (que deve ser Default, a menos que tenhas alterado), clicas em Edit, e inseres o FQDN em Host Header value.
No Apache não sei como é que isso se faz.
Espero que este texto não tenha ficado muito confuso. Qualquer dúvida que tenhas, diz aí que eu (ou alguém) tento responder-te.
Cumprimentos.