почему на рисунке 2 показано изменение IP-адреса источника на IP-адрес шлюза
Рисунок 2 фактически изменяет исходный IP-адрес на IP -адрес агента ретрансляции, который, по совпадению, также является шлюзом.
И агент ретрансляции делает не NAT-уровень, а проксирование на уровне приложения . Задача агента ретрансляции DHCP состоит не в том, чтобы просто пересылать пакеты на уровне IP (как это делают маршрутизаторы), а в том, чтобы фактически получать и обрабатывать их, а затем генерировать новые к другой стороне.
(В этом отношении DHCP в целом полностью независим от IP-маршрутизации / шлюза. Любое устройство, подключенное к подсети, может выступать в качестве DHCP-сервера или агента ретрансляции.)
Таким образом, поскольку два пакета (исходный и прокси) полностью независимы, а изображенный агент ретрансляции действительно является шлюзом с несколькими интерфейсами, для выбора поля «IP-адрес источника» используются разные алгоритмы, нежели «агент ретрансляции» DHCP. поле.
Поле «Агент ретрансляции» DHCP всегда является адресом, принадлежащим интерфейсу, который получил исходное 1aобнаружение или 3aзапрос. Это позволяет одному устройству выступать в качестве агента ретрансляции для нескольких подсетей одновременно - каждый локальный интерфейс использует свой «адрес агента».
Поле IP «Source address», однако, не заботится о DHCP. Что касается стека IP, 1bили 3bэто новая дейтаграмма UDP, которую хочет передать агент ретрансляции. Таким образом, после определения маршрута алгоритм выбора IP-адреса источника обычно выбирает адрес, принадлежащий исходящему интерфейсу. Это так же хорошо, как и любой.
(Для IPv4 это также возможно зависит от реализации. Но вы правы, что любой адрес будет работать, если DHCP-сервер знает, куда доставить ответ.)