Спасибо, Руслан! С первыми двумя вопросами все-таки не совсем понятно.

Я хочу понять: сохраняет ли nginx proxy внутри себя кэш-заголовки ответа бэкенда для последующего использования?
То есть, имеется ли внутри nginx proxy таблица вида...

----URL---------- Cache Header---------
/logo.png expires 12-10-2013
/icom.png expires 01-01-1970

... которая используется для того, чтобы получив запрос на /logo.png прокси отдал кэш, а на /icon.png - полез бы в бэкенд, несмотря на то что кэш есть.

В описании директивы proxy_use_stale не указано, к сожалению, как именно nginx proxy решает, является ли данный ресурс stale. Это именно то, что я хочу понять: он решает это на основании заголовков предыдущих ответов бэкенда на данный запрос, или ТОЛЬКО на основании proxy_cache_valid?