Вы бы вопрос сформулировали . Потому что если у всех ваших компьютеров реальные IP адреса, то:

Есть три сети по /24. Между собой сети соединены только через интернет, LAN как таковая отсутствует (просто компьютеры — маршрутизатор — интернет). Нужно их объединить

Они уже объединены

Как можно сделать так, чтобы все машины оказались в одной виртуальной сети, и чтобы трафик всегда ходил по кратчайшему пути?

Они уже в одной сети. Интернет называется (. Трафик уже ходит по кратчайшему пути. Маршрутизация на роутерах и у провайдеров называется ((.

Вообщем что Вам надо абсолютно непонятно. Вы бы хоть какой нить пример привели. Например "хочу, чтобы после выполнения команды ping 1.1.1.1 компьютера первой сети, имеющего IP адрес 212.44.130.2, компьютер второй сети, имеющий IP адрес 114.48.16.3 автоматически подключался к USB кофеварке и варил кофе" .