RESILIENCIA FRENTE A ATAQUES DDOS EN PLATAFORMAS CLOUD BASADAS EN KUBERNETES: UN ENFOQUE MEDIANTE TEORÍA DE COLAS Y ESCALADO DINÁMICO

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado aborda el análisis de la resiliencia de sistemas frente a ataques DDoS en entornos Kubernetes, empleando teoría de colas como herramienta principal para el modelado del tráfico de red y el escalado de recursos. La elección de este enfoque responde a la necesidad, cada vez más demandada, de garantizar sistemas altamente disponibles en entornos de microservicios, donde los fallos pueden comprometer la continuidad operativa y la confianza del usuario.

El proyecto se centra en el diseño y evaluación de un sistema capaz de mitigar la sobrecarga de recursos mediante autoescalado, utilizando métricas clave del sistema como tasa de llegada, servicio, utilización y tiempos de respuesta. Para ello, se ha desplegado un entorno de pruebas basado en K3s, junto con herramientas de monitorización como Prometheus o Grafana, simulando situaciones reales de carga extrema.

Se ha definido y analizado distintos escenarios de prueba, comparando un sistema de autoescalado tradicional frente a otro que utiliza métricas avanzadas derivadas del modelo teórico; para la base de pruebas, se despliega la arquitectura en Google Cloud, empleando también una herramienta de altas cargas cloud. Los resultados muestran que, si bien la teoría de colas permite anticipar ciertos estados críticos y reducir parcialmente la saturación, no es suficiente por sí sola para contrarrestar ataques DDoS de gran magnitud.

Por tanto, se propone una aproximación combinada más robusta, donde el modelado teórico actúe como base para tomar decisiones, pero complementándolo con otras técnicas como el uso de servidores distribuidos, cachés intermedios, limitación de tráfico y políticas de escalado más flexibles. Este enfoque permite mejorar la resiliencia del sistema ante sobrecarga, manteniendo una arquitectura escalable y disponible.

En definitiva, este TFG no se limita a un análisis teórico ni a una prueba de concepto. Ofrece una metodología viable y aplicable a entornos reales. Una propuesta para afrontar uno de los mayores desafíos actuales en ciberseguridad: la defensa eficaz ante ataques de denegación de servicio distribuido.