Kernel Linux 6.18: sistema quasi immune agli attacchi DDoS, il 47% più efficiente

Gli attacchi DDoS (Distributed Denial of Service) rappresentano una delle minacce più diffuse e insidiose per l’infrastruttura digitale moderna. Attraverso l’invio simultaneo e massivo di richieste da una rete di dispositivi compromessi, questi attacchi mirano a saturare le risorse di rete o di sistema di un server, rendendo inaccessibili servizi essenziali come siti Web, applicazioni e piattaforme cloud. Il kernel Linux 6.18 promette di introdurre una delle ottimizzazioni più rilevanti degli ultimi, a difesa dei sistemi dagli attacchi DDoS.

Grazie a un set di patch sviluppate da Eric Dumazet, ingegnere di Google e tra i principali contributori al networking stack di Linux, la nuova versione del kernel migliora sensibilmente le prestazioni nella gestione del traffico UDP sotto stress, con un incremento di throughput fino al 47% in scenari di attacco.

Kernel Linux 6.18: ottimizzazioni mirate sullo stack di rete

Le patch integrate nel kernel Linux 6.18 nascono da un’analisi approfondita del comportamento dello stack UDP in condizioni di sovraccarico. Gli interventi non si limitano a correggere colli di bottiglia superficiali, ma riorganizzano la struttura interna dei dati e dei meccanismi di lock, con l’obiettivo di ridurre la contesa delle risorse e organizzare meglio i dati in memoria, così che i processori possano accedervi più rapidamente, aumentando la velocità di elaborazione.

Le innovazioni tecniche che fanno la differenza

Il lavoro di Dumazet non si limita a piccoli ritocchi: le modifiche introdotte in Linux 6.18 riorganizzano in profondità il modo in cui il kernel gestisce il traffico UDP, con benefici che si estendono anche al protocollo TCP.

Uno dei primi interventi riguarda la struttura interna ipv6_pinfo, alleggerita e riorganizzata per ridurre i tempi di accesso alla memoria da parte della CPU. In pratica, i dati sono ora disposti in modo più efficiente, così che il processore possa recuperarli più velocemente, con un effetto positivo sulle prestazioni generali della rete.

La gestione della memoria riservata ai socket (sk->sk_rmem_alloc) risulta rivista per diminuire la contesa tra thread in caso di traffico intenso, migliorando la scalabilità su sistemi multicore.

Un altro passo importante riguarda la nuova disposizione delle code di ricezione, che consente alle CPU di accedere ai pacchetti in arrivo in modo più rapido e lineare, riducendo le attese e aumentando la velocità complessiva di elaborazione.

Il kernel Linux 6.18 adotta inoltre un innovativo sistema in cui ogni socket UDP possiede il proprio meccanismo di blocco indipendente. L’approccio elimina i colli di bottiglia causati dalle contese globali e rende l’intero processo più fluido e prevedibile.

Infine, la nuova release del kernel implementa la funzione skb_attempt_defer_free(), già sperimentata con successo per il protocollo TCP, che ottimizza il rilascio della memoria occupata da pacchetti non più necessari, contribuendo a migliorare l’efficienza complessiva del networking stack.

Code intelligenti e CPU coordinate: il segreto dietro le nuove prestazioni

Il vero salto di qualità del kernel Linux 6.18 si deve a una revisione profonda del modo con cui le CPU gestiscono il traffico UDP in parallelo, soprattutto durante un attacco DDoS.

Nei test condotti da Dumazet su un server Intel Xeon con 6 nodi NUMA (Non-Uniform Memory Access, una caratteristica delle architetture multiprocessore moderne, come quelle dei server basati su Xeon o EPYC: ogni gruppo di core ha una propria area di memoria locale alla quale può accedere molto rapidamente), il vecchio meccanismo di sincronizzazione – il cosiddetto busylock – si è rivelato un collo di bottiglia: quando molte CPU tentavano di accedere contemporaneamente alla stessa coda di ricezione, si creava una contesa eccessiva che faceva “girare a vuoto” i processori. Ciò comportava inevitabili perdite di pacchetti, sia a livello di scheda di rete, sia nelle code interne del kernel.

La nuova implementazione elimina del tutto questo limite introducendo code indipendenti e prive di blocchi (lockless) per ciascun nodo NUMA. Ogni CPU può decidere in autonomia se scartare subito un pacchetto inutile o accodarlo in una coda dedicata nella propria area di memoria. Successivamente, un thread specifico si occupa di elaborare i pacchetti in gruppi omogenei, provenienti dallo stesso nodo, evitando costosi trasferimenti di dati tra CPU diverse e migliorando notevolmente l’efficienza della cache.

Il risultato è impressionante: sotto attacco, il sistema riesce a gestire decine di milioni di pacchetti in più al secondo e incrementa dell’11% la quantità di traffico effettivamente ricevuta dall’applicazione bersaglio. Una dimostrazione concreta di come un’architettura più intelligente e cooperativa tra CPU possa trasformare un punto debole in un vantaggio prestazionale.

Un vantaggio importante per le distribuzioni enterprise

L’arrivo delle ottimizzazioni coincide con un momento chiave per il ciclo di sviluppo di Linux: la versione 6.18 è destinata a diventare la prossima LTS (Long Term Support). Ciò implica che le patch di Dumazet saranno alla base dei kernel utilizzati per anni in ambienti enterprise, data center e cloud provider, dove la resilienza contro gli attacchi volumetrici è cruciale.

Per le organizzazioni che gestiscono servizi UDP — come DNS, VoIP, giochi online o applicazioni IoT — il balzo in avanti in termini di efficienza introdotto da Linux 6.18 rappresenta una vera e propria evoluzione strutturale. La capacità di assorbire traffico malevolo senza degradare le prestazioni del sistema non dipende più esclusivamente da soluzioni esterne (come firewall o CDN), ma è ora intrinseca a livello di kernel Linux.

Inutile dire che RHEL e distribuzioni Linux derivate faranno a gara per abbracciare il nuovo kernel e massimizzare le prestazioni.