Основные мероприятия по переводу на HighLoad?
Наверно хороший способ узнать это — изучить архитектуру существующих highload проектов. Держите ссылку: www.insight-it.ru/highload/

От себя добавлю, что практически всегда необходимо предусмотреть возможность масштабирования в самом приложении (т.е. переписывать код). Нельзя просто так взять, поставить нгинкс, поменять MySQL на mongo и получить хайлоад проект (более того, поменяв mysql на mongo можно получить еще больше проблем).
Если в двух словах, то намного важнее решения архитектурные, чем софтовые. Т.е. плохую архитектуру не спасет использование nginx'a, может только отложить проблемы. Да и касательно использования количества технологий, я бы советовал использовать минимум, но с умом. Лучше иметь 3 хорошо отлаженых узла, чем 10. Каждая новая технология будет только усложнять инфраструктуру.
Касательно доступа к базам, есть целый ряд решений, например шардинг и репликация. Некоторые базы данных поддерживают репликацию в пакете.
Также советую прочитать Что такое highload.