Algunas ideas
1. Optimiza tus consultas SQL
2. Utilice el almacenamiento en caché (Memcached quizás)
3. Agregue algunos índices a sus tablas MySQL
4. Ajuste su configuración para permitir un mayor número de conexiones MySQL por servidor y por usuario de la base de datos.
5. Determine si Keep Alives es una buena opción para su aplicación.
Una vez que sepa que su aplicación es tan eficiente como puede ser, busque escalar vertical u horizontalmente. Si su cuello de botella es MySQL, busque replicación con dos maestros que también actúen como esclavos entre sí o MySQL Cluster.
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Para un enfoque más avanzado, busque DRBD y Linux Heartbeat. Juntos, aumentan el rendimiento, proporcionan conmutación por error automatizada y garantizan que siempre tenga una copia de seguridad en vivo.
Más allá de eso, es posible que desee examinar el fragmentación.