1. Да, не к чему в в одно пользовательском режиме сервис thin`а -
про runlevel
2. Подразумевается, что запускается три сервера на одной машине и обслуживают запросы от клиентов, в Вашем случае таковых 3 штуки. Используется для балансировки нагрузки, например когда один сервере выполняет "тяжёлую" задачу, и приходят еще запросы от клиентов.
2.1 Порт может быть использоваться любой выше 1024.
2.2 Сервера Thin`а, по умолчанию, будут доступны в сети с адресом, если память не изменяет, 0.0.0.0 (т.е любой), для привязки к конкретному адресу, надо запускать с ключем
-a, пример thin -a 127.0.0.1
Про upstream в конфиге nginx'а, как раз таки и используется для создания пула с целью балансировка нагрузки, только у вас в настройках указан юниксовые сокеты, (запуск thin -S /tmp/thin.sock -s3)
Про связку с php, потребуется до настройка Nginx под конкретную конфигурацию, т.е. что будет выступать бакендом для php (apache. fastcgi), и какие условия для перенаправлявления на этот бакенд.
Как то, так.