Спасибо за объяснение.

>Запрос для передачи на апстрим формируется один раз и после этого не
>меняется.
Т.е. в блоке в котором выполняется proxy_pass на запрос повлиять можно, а в блоке upstream уже нет?

>Вообще, использование upstream предполагает и требует использование
>идентично настроенных бэкэндов.

Они идентично настроены, это экземпляры одного приложения, разнесены в целях масштабируемости.

>Но зачем все это?

http://forum.nginx.org/read.php?21,260591,260611#msg-260611

Может знаете какие-то книги/форумы/статьи на тему маршрутизации и правильных подходов/принципов?
Интересно почитать.