1. Load-balance then cache

                                                +-- Cache server #1 (varnish) -- App server #1

                                             /

Load Balancer (haproxy)-+---- Cache server #2 (varnish) -- App server #2

                                             \

                                                +-- Cache server #3 (varnish) -- App server #3

2. Cache then load-balance

                                                        +-- App server #1

                                                      /

Cache Server (varnish) --- Load Balancer (haproxy) --+---- App server #2

                                                      \

                                                         +-- App server #3

I. stunnel -> vanish -> HAProxy -> nginx -> nodeJS -> memcached(redis)

II. nginx (for HTTP compression) --> Varnish cache (for caching) --> HTTP level load balancer (HAProxy, or nginx, or the Varnish built-in) --> webservers.

Apache Traffic Server/Squid/Vanish + HAProxy + Nginx + memcached(Redis)

Reference: