中継機1段目→中継機2段目
とあり、中継機1段目と2段目のSSIDが同じ(上位のSSIDを継承している)時、無線子機からは当然ながらSSIDは1つしか見えません。
どっちの中継機に接続されるかは電波強度(dBm)が強い方に接続されるのでしょうか？
それとも無線子機が最初に見つけた方macアドレスの方の中継機に接続されるのでしょうか？
無線子機からはmacアドレスで判断してはないですよね？

最後に接続していた方の中継機に必ず接続されるかと思いきや違う方に接続されていたりします。
接続中もdBmの強い方に自動的に切り替わるんでしょうか？
無線子機はAndroid5.0及びiPhone6sです。