Eu começaria olhando os buffers de log do switch (ou o syslog para o qual você os está exportando, se você tiver um).
Eu já vi problemas no passado com máquinas Linux multi-NIC respondendo inapropriadamente a ARP (como em "não na interface esperada") e ainda mais problemas com blades em um chassi de servidor blade onde havia várias VLANs conectadas para o switch, mas não (trabalho) maneira de impor VLANs no switch blade real. Isso deve aparecer como reclamações relacionadas ao MAC nos registros.
Como uma segunda etapa, as coisas ficam melhores se você ativar o arp_filter em todas interfaces em seus novos servidores?