Самый эффективный способ защиты от DDoS без Cloudflare и ему подобных?
DDoS это атака на отказ, когда оборудование не справляется.
Он бывает двух видов -Атака на систему - вам шлют кучу запросов, ваш сервер не справляется и сервис недоступен.Атака на канал - вам шлют кучу запросов ваш канал в интернет не справляется и сервис недоступен. 
Первый вариант атаки  можно отбить своими силами - поставить более мощный сервер, оптимизировать софт, игнорировать "тяжелые" запросы, фильтровать запросы. поставить еще один сервер, поставить балансировщик.
В общем все решаемо своими руками и малыми затратами, хотя нужны знания и опыт. 
Второй вариант - не лечится никак, атака тупо забъет канал вашего хостера или провайдера и вы останетесь без связи. 
Вы конечно можете купить реально широкий канал- но это огромные деньги и инфраструктура.
Cloudflare и ему подобные имеют огромные деньги, инфраструктуру, и кучу каналов - их забить практически невозможно, они выдерживают атаку на сеть и оказывают услуги по фильтрации трафика который идет к вашему серверу.
банальный udp шторм и вы можете защищаться от него как угодно - ничего не сделаете, только на уровне аплинка\хостера решается и выше....