502 ошибки шлюза при высокой нагрузке (nginx / php-fpm)

Я работаю на довольно загруженном интернет-сайте, который часто получает очень большие всплески трафика. Во время этих всплесков запрашиваются сотни страниц в секунду, что приводит к случайным 502 ошибкам шлюза.

Теперь мы запускаем Nginx (1.0.10) и PHP-FPM на машине с 4 дисками SAS 15k (raid10) с 16-ядерным процессором и 24 ГБ оперативной памяти DDR3. Также мы используем последнюю версию Xcache. БД находится на другом компьютере, но нагрузка на этот компьютер очень мала и не вызывает никаких проблем.

При нормальной нагрузке все работает идеально, загрузка системы ниже 1, а отчет о состоянии PHP-FPM никогда не показывает более 10 активных процессов одновременно. Всегда доступно около 10 ГБ оперативной памяти. При нормальной нагрузке машина обрабатывает около 100 просмотров страниц в секунду.

Проблема возникает, когда прибывают огромные всплески трафика, и с машины запрашиваются сотни просмотров страниц в секунду. Я замечаю, что отчет о состоянии FPM показывает до 50 активных процессов, но это все еще намного меньше 300 максимальных подключений, которые мы настроили. Во время этих всплесков состояния Nginx сообщает о 5000 активных подключениях вместо обычного среднего значения 1000.

Информация об ОС: CentOS версии 5.7 (окончательная)

ЦП: Intel (R) Xeon (R) ЦП E5620 @ 2,40 ГГц ( 16 ядер)

php-fpm.conf

daemonize = yes
listen = /tmp/fpm.sock
pm = static
pm.max_children = 300
pm.max_requests = 1000

Я не устанавливал rlimit_files, потому что, насколько я знаю, он должен использовать системное значение по умолчанию, если вы этого не сделаете.

fastcgi_params (только добавленные значения в стандартный файл)

fastcgi_connect_timeout 60;
fastcgi_send_timeout 180;
fastcgi_read_timeout 180;
fastcgi_buffer_size 128k;
fastcgi_buffers 4 256k;
fastcgi_busy_buffers_size 256k;
fastcgi_temp_file_write_size 256k;
fastcgi_intercept_errors on;

fastcgi_pass            unix:/tmp/fpm.sock;

nginx.conf

worker_processes        8;
worker_connections      16384;
sendfile                on;
tcp_nopush              on;
keepalive_timeout       4;

Nginx подключается к FPM через Unix Socket.

sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0
kernel.sysrq = 1
kernel.core_uses_pid = 1
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
kernel.msgmnb = 65536
kernel.msgmax = 65536
kernel.shmmax = 68719476736
kernel.shmall = 4294967296
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 2048
net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts = 1
net.ipv4.conf.all.accept_source_route = 0
net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.secure_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.log_martians = 1
net.ipv4.conf.default.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.secure_redirects = 0
net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts = 1
net.ipv4.icmp_ignore_bogus_error_responses = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
net.ipv4.conf.all.rp_filter=1
net.ipv4.conf.default.rp_filter=1
net.ipv4.conf.eth0.rp_filter=1
net.ipv4.conf.lo.rp_filter=1
net.ipv4.ip_conntrack_max = 100000

limits.conf

* soft nofile 65536
* hard nofile 65536

Это результаты для следующих команд:

ulimit -n
65536

ulimit -Sn
65536

ulimit -Hn
65536

cat /proc/sys/fs/file-max
2390143

Вопрос: Если PHP-FPM не исчерпывает соединения, нагрузка все еще низкая, и имеется много доступной оперативной памяти, какое узкое место может вызывать эти случайные ошибки шлюза 502 при высоком трафике?

Примечание: по умолчанию ulimit этой машины был 1024, так как я изменил его на 65536, я не перезагружал машину полностью, так как он производственная машина, и это будет означать слишком много времени простоя.