Узнать в каком месте происходит задержка
Проверьте потери пакетов и количество полуоткрытых соединений ( netstat -tuna | grep SYN_RECV )
У апача посмотрите server-status — проверьте сколько воркеров работает/ простаивает.
Причин может быть много, чтоб явно ее установить изучите статистику и логи на серверах. Первым делом посмотрите не уперлись ли вы в выделенную полосу канала:) Проанализируйте вывод запроса SHOW STATUS в MySQL, посмотрите на загрузку винтов.