Parece exatamente que você está saturando sua largura de banda disponível. Você precisa reduzir sua largura de banda ou mudar para uma placa de 1 Gbps, que é o que eu normalmente esperaria encontrar em um servidor da Web voltado para o público (certamente tem sido o caso de todas as máquinas de classe de servidor que toquei no último 10 anos - onde você encontrou um servidor com um cartão barato de 100mbps? É realmente um desktop reaproveitado?).
Algumas coisas para verificar ou considerar:
- Você não menciona o armazenamento em cache. Se o seu site está configurado de alguma forma que não retorna bons cabeçalhos de cache para arquivos estáticos (como imagens), você terá um grande sucesso. Use o FireFox e o addon YSlow (do Yahoo) para mostrar o gráfico de pizza comparando o tamanho de página em cache e sem cache.
- Qual é a sua metodologia de testes? Seus 100 "usuários" estão atingindo o site o mais rápido possível? E quanto ao cache - se seus usuários são apenas bots que ficam pegando alguma página, eles podem estar ignorando suas dicas de cache (veja o último ponto).
- Você está usando a compactação gzip, mas quanto do seu conteúdo é texto (o gzip ajuda) e quanto são as imagens e outros arquivos binários (geralmente o gzip não faz nada)?
- Você está usando sua largura de banda de rede para outras funções - como um servidor de banco de dados separado?
- Você não é realmente específico sobre o tamanho das suas páginas (use o YSlow para descobrir). Você talvez esteja usando imagens grandes no lugar de miniaturas (já vi meu quinhão de sites que têm vários megabytes de imagens em uma página porque as ferramentas do designer / designer usaram apenas o atributo html width e height para reduzir os arquivos de imagem em miniaturas).