ちょろっと思いつく範囲では、そのp2pアプリは
squid接続時に資源使用許可を得るためのユーザ認証は考慮してる?

あとはL7スイッチで透過的にsquidに振ってるとか
ラウンドロビンしてるとかまあいろいろあらーな