REalmente esse balanceamento funciona bem, se for usar sem o proxy.
A partir do momento que voce implenta o proxy (e voces observaram bem isso), os clientes passam a sair por um link apenas.
Motivo: o gw default do teu proxy é um só. Não tem como fazer o proxy pegar um link dependendo de qual cliente buscou a informacao nele, naquele momento.
Se conseguir implementar 2 proxy's (nao sei se é possivel), poderia ser a soluçao.
Até hoje náo vi balanceamento que funcione junto com proxy (isso usando uma unica maquina)
Há possibilidade de se fazer, se usar 2 maquinas..
Tenta estudar o outro tipo de balanceamento, sem definir qual cliente irá sair por qual link.
Utilizo aquele que a cada nova conexao vinda de cliente, ele busca em 1 determinado link aleatoriamente.
Mas como comentado, precisa tratar os sites de bancos, msn, hotmail, etc..