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P2 SPARK: Secure Predictive Autoscaling for Robust Kubernetes

SPARK:面向健壮 Kubernetes 的安全预测式自动扩缩容
FSE Proceedings of the 34th ACM International Conference on the Foundations of Software Engineering2026匹配度 1/10 · 论文聚焦 Kubernetes 自动扩缩容与 eBPF 内核级安全隔离,属于分布式系统与云原生安全方向,与用户关注的静态分析、LLM/Agentic 程序分析、浮点/Bayesian 程序分析等核心研究方向无直接交集,仅在“机器学习系统”这一宽泛背景下有极弱的间接关联。引用 1 inbox
Zhijun Jiang, Amin Milani Fard
crossref: 2026-09-12dblp: 2026-09-12arxiv: 2026-09-12

AI 速览

一句话:提出基于 eBPF 与预测模型的 Kubernetes 自动扩缩容工具链,兼顾安全隔离与流量突增鲁棒性。

针对 Kubernetes 中传统 HPA 等反应式扩缩容难以快速应对流量尖峰、且无法区分正常突发流量与 DDoS 攻击的问题,本文提出开源工具链 SPARK。其方法是在内核层利用 eBPF 网络层执行安全策略,同时基于预测模型编排扩缩容决策,从而在提供流量感知扩缩容的同时实现 L7 安全隔离与网络快速收敛。评估表明,与标准反应式扩缩容相比,预测式方法在突发流量激增期间将超时错误减少 32%。

问题
传统 Kubernetes 自动扩缩容反应滞后,且不能区分合法流量突发与 DDoS 攻击。
方法
使用 eBPF 在内核层实施安全策略,并基于预测模型做流量感知的扩缩容编排。
评估
在突发流量场景下与标准反应式扩缩容对比,测量超时错误、网络收敛与新扩 Pod 的 L7 安全隔离。
原文摘要(Abstract)

Achieving high availability and robust security in Kubernetes requires more than reactive scaling and standard perimeter firewalls. Traditional autoscalers, such as HPA, often fail to react quickly to traffic spikes and cannot distinguish between legitimate flash crowds and DDoS attacks. We present an open-source toolchain to provide a traffic-aware autoscaling approach that utilizes an eBPF-based networking layer to enforce security policies at the kernel level while orchestrating scaling decisions based on predictive models. Our results demonstrate that the predictive approach reduces timeout errors by 32% during sudden traffic surges compared to standard reactive scaling, while ensuring immediate network convergence and layer 7 security isolation for newly scaled pods.

链接与引用

DOI 原文 · arXiv · PDF(开放获取) · DBLP

BibTeX
@inproceedings{abs-2603-26833,
  title = {SPARK: Secure Predictive Autoscaling for Robust Kubernetes},
  author = {Zhijun Jiang and Amin Milani Fard},
  booktitle = {FSE},
  year = {2026},
  doi = {10.1145/3803437.3807391}
}