Quando? Bem, se a zona está cheia.
Quem? Sim, todos que ainda não estão dentro da zona e enquanto a zona estiver cheia.
Se você estiver em um sistema de 64 bits e definir a zona como 1M, o nginx poderá armazenar até 16.000 IPs. Isso significa que, se 16.001 IPs tiverem que ser armazenados, o usuário +1 receberá o primeiro erro 503. A decisão é bem fácil, se a B-tree estiver cheia, rejeite.
Você pode descobrir a implementação exata lendo o código-fonte do módulo: link
As zonas de solicitação funcionam bem parecidas.