Если NLB действительно работает, то автоматически настраивается bidirectional affinity, т.е. маршрут пакета туда и обратно всегда пролегает через один и тот же сервер.
В ваш случай больше похож на работу CARP. Если CARP включен, то проблемный сайт нужно занести в список исключений.