O agente de retransmissão DHCP do roteador receberá a solicitação DHCP do cliente, colocará seu próprio endereço IP no campo GIADDR do pacote DHCP (identificando-se como o agente de retransmissão que encaminha a solicitação DHCP) e enviará um pacote IP unicast para fora qualquer interface é "mais próxima" do servidor DHCP de destino. Esse pacote IP unicast será encapsulado em um quadro Ethernet (se essa interface for uma interface Ethernet) com um endereço MAC de origem do roteador (ou, no caso de um par HSRP, o endereço MAC virtual do endereço HSRP). O endereço MAC do cliente (armazenado no campo CHADDR da solicitação DHCP) não será alterado pelo agente de retransmissão DHCP no roteador. (A parte DHCP Relaying do artigo da Wikipedia sobre DHCP pode ser útil para você ter uma compreensão mais profunda.)
Se houver "saltos" entre o servidor DHCP e o roteador que relaciona a solicitação DHCP para o cliente, o endereço MAC de origem no pacote de solicitação DHCP retransmitido será a interface do roteador de último salto entre o servidor DHCP e o roteador de retransmissão.
Eu começaria a farejar o tráfego mais próximo do sistema de provisionamento procurando por pacotes DHCP e reduzindo as coisas de lá. Eu também me certificaria de obter outros tipos de tráfego (como, digamos, PING) do roteador de retransmissão para o servidor DHCP.