少し質問の意味が分からないところがあり、希望される回答と異なるかもしれませんが。
VPN(IPSEC)で結ばれたLAN内の通信と仮定します。
双方にある通信対象となるクライアント同士は、ローカルIPで通信をします(セグメントの異なるLANとの通信とほぼ同じです)。ですので、送信元アドレスも送信先アドレスもそれぞれのローカルアドレスになります。
間にあるインターネット通信に関しては、双方のルータで事前に構築してあるVPN機能により処理されます。(新たにグローバル通信用のヘッダ情報が付け加えられて通信します。追加されたヘッダ情報は相手先のルータで解除され、相手先のクライアントまで持ち越されることはありません。)
参考:設定事例集(YAMAHAサイトより)