【Node.js】setLocalAddress()でDNSクエリの送信元IPを制御する方法

2025-05-27

`resolver.setLocalAddress()`とは？

簡単に言うと、resolver.setLocalAddress()は、DNSリクエストを送信する際に使用するローカルIPアドレス（つまり、DNSクエリを発行するマシン自身のIPアドレス）を指定するためのメソッドです。

書式

resolver.setLocalAddress(ipv4?: string, ipv6?: string): void;

ipv6: IPv6アドレスの文字列（例: '::1'）。省略可能。
ipv4: IPv4アドレスの文字列（例: '192.168.1.100'）。省略可能。

なぜこれが必要なのでしょうか？

通常、Node.jsアプリケーションがDNSリクエストを送信する際、オペレーティングシステムが自動的に最適なローカルIPアドレスを選択します。しかし、以下のような特定のシナリオでは、送信元IPアドレスを明示的に指定したい場合があります。

マルチホームシステム（複数のネットワークインターフェースを持つシステム）
サーバーが複数のネットワークインターフェース（例えば、複数のNICやVPN接続など）を持ち、それぞれ異なるIPアドレスが割り当てられている場合、どのインターフェースからDNSクエリを送信するかを制御したいことがあります。setLocalAddress()を使うことで、特定のインターフェースのIPアドレスを送信元として指定できます。
ネットワークポリシーの適用
特定のネットワークポリシーやファイアウォールの設定により、特定のIPアドレスからの通信のみが許可されている場合に、それに合わせてDNSクエリの送信元IPアドレスを設定する必要があるかもしれません。
デバッグやテスト
特定のネットワーク経路をシミュレートしたり、問題のデバッグを行う際に、送信元IPアドレスを固定して挙動を確認したい場合に便利です。

動作の仕組み

解決するレコードタイプ（Aレコード、AAAAレコードなど）は、使用されるローカルアドレスには影響しません。IPv4 DNSサーバーへのリクエストにはIPv4のローカルアドレスが、IPv6 DNSサーバーへのリクエストにはIPv6のローカルアドレスが使用されます。
いずれかの引数を省略した場合、そのアドレスファミリー（IPv4またはIPv6）については、オペレーティングシステムがデフォルトのローカルアドレスを自動的に選択します。
ipv6アドレスを指定すると、リゾルバはIPv6 DNSサーバーへのリクエストにそのIPv6アドレスを使用します。
ipv4アドレスを指定すると、リゾルバはIPv4 DNSサーバーへのリクエストにそのIPv4アドレスを使用します。

const dns = require('dns');
const resolver = new dns.Resolver();

// IPv4アドレスのみ指定
resolver.setLocalAddress('192.168.1.50');

// IPv4とIPv6アドレスを両方指定
resolver.setLocalAddress('192.168.1.50', '2001:0db8::1');

// DNSクエリの実行
resolver.resolve4('example.com', (err, addresses) => {
  if (err) throw err;
  console.log(`example.com (IPv4): ${addresses}`);
});

resolver.resolve6('example.com', (err, addresses) => {
  if (err) throw err;
  console.log(`example.com (IPv6): ${addresses}`);
});

// デフォルトに戻す場合（引数なしで呼び出す）
// resolver.setLocalAddress();

よくあるエラーと問題

- 原因
  指定したローカルIPアドレスが、システム上で利用可能でない、またはそのアドレスからのネットワークアクセスがOSのセキュリティポリシーやファイアウォールによって制限されている場合に発生します。例えば、別のプロセスがそのIPアドレスを既にバインドしている場合や、ネットワークインターフェースがダウンしている場合などです。
- エラーメッセージの例
  Error: EACCES: permission denied, bind または Error: EPERM: operation not permitted, bind
IPアドレスの形式が不正 (TypeError)
- 原因
  setLocalAddress() に渡すIPv4またはIPv6アドレスの文字列が、IPアドレスとして有効な形式ではない場合に発生します。
- エラーメッセージの例
  TypeError: "ipv4" argument must be a string or undefined
DNS解決がタイムアウトする (ETIMEOUT)
- 原因
  setLocalAddress()自体が直接タイムアウトエラーを引き起こすことは稀ですが、指定したローカルアドレスが原因でDNSサーバーに到達できない場合、DNS解決のステップでタイムアウトが発生する可能性があります。例えば、指定したローカルIPアドレスが、DNSサーバーのネットワークから隔離されている場合などです。
- エラーメッセージの例
  Error: ETIMEOUT: operation timed out
期待通りの動作にならない（特定のインターフェースからクエリが送信されない）
- 原因
  - ネットワークインターフェースの認識問題
    指定したIPアドレスが実際にシステムに割り当てられているか、アクティブなインターフェースに属しているかを確認する必要があります。
  - ルーティングの問題
    指定した送信元IPアドレスから目的のDNSサーバーへのルーティングが正しく設定されていない可能性があります。
  - DNSサーバー側の制限
    DNSサーバーが、特定の送信元IPアドレスからのクエリのみを受け入れるように設定されている場合があります。
  - Node.jsのバージョン固有の挙動
    稀ですが、Node.jsのバージョンによってsetLocalAddress()の挙動に微妙な違いがある可能性もあります。

IPアドレスの確認
- setLocalAddress() に渡すIPアドレスが、実際にシステムに割り当てられているかどうかを確認します。
- Linux/macOS
  ifconfig または ip addr show コマンドを使用。
- Windows
  ipconfig コマンドを使用。
- 例: ifconfig eth0 で eth0 インターフェースに割り当てられたIPアドレスを確認。
ネットワーク接続性のテスト
- 指定したローカルIPアドレスから、利用しようとしているDNSサーバー（例: 8.8.8.8 や 2001:4860:4860::8888）へ ping を実行して、ネットワーク接続性があるかを確認します。
- 例: ping -I 192.168.1.50 8.8.8.8 (Linux/macOSの場合、-I は送信元インターフェース/IPアドレスを指定)
- これにより、指定したローカルアドレスからDNSサーバーへ到達可能かどうかの基本的な確認ができます。
ファイアウォールとセキュリティポリシーの確認
- OSのファイアウォール（Windows Defender Firewall, iptables, ufw など）が、指定したIPアドレスからのDNS (UDPポート53番) アウトバウンド接続をブロックしていないか確認します。
- 必要に応じて、一時的にファイアウォールを無効にしてテストを行うか、適切なルールを追加します。
他のプロセスによるポートの占有を確認
- まれに、指定したローカルIPアドレスのポート（特にDNSで使用されるUDP 53番ポート）が、別のプロセスによって既にバインドされている可能性があります。
- netstat -tulnp (Linux) や netstat -ano (Windows) などで、該当IPアドレスのポート利用状況を確認できます。
Node.jsのバージョンを確認
- 使用しているNode.jsのバージョンが古い場合、既知のバグや挙動の改善が行われている可能性があるので、最新のLTSバージョンにアップデートすることを検討します。
setLocalAddress() を省略してテスト
- もしsetLocalAddress()を使用しない場合にDNS解決が正常に行われるのであれば、問題は指定したローカルIPアドレスの設定またはネットワーク環境にある可能性が高いです。
- これにより、問題の切り分けができます。

基本的な使い方：特定のIPv4アドレスを送信元として指定する

この例では、Resolver のインスタンスを作成し、DNS クエリを送信する際のローカル IPv4 アドレスを指定します。

const dns = require('dns');

// 新しい Resolver インスタンスを作成
const resolver = new dns.Resolver();

// 使用するローカルIPv4アドレスを指定 (例: 自分のマシンに割り当てられている有効なIPアドレス)
// ここに '192.168.1.100' のような、実際にネットワークインターフェースに割り当てられている
// IPアドレスを指定する必要があります。存在しないアドレスだとエラーになります。
const localIpv4Address = '192.168.1.100'; // ← あなたの環境に合わせて変更してください

console.log(`DNSクエリの送信元IPv4アドレスを ${localIpv4Address} に設定します。`);

try {
  resolver.setLocalAddress(localIpv4Address);

  // 'example.com' のIPv4アドレス (Aレコード) を解決
  resolver.resolve4('example.com', (err, addresses) => {
    if (err) {
      console.error('DNS解決エラー (IPv4):', err);
      // よくあるエラー: EACCES (パーミッション不足)、ETIMEOUT (タイムアウト) など
    } else {
      console.log(`example.com (IPv4) のアドレス: ${addresses.join(', ')}`);
    }
  });

} catch (e) {
  console.error('setLocalAddress() 設定エラー:', e.message);
  // IPアドレスの形式が不正な場合に TypeError などが発生します。
}

// 注意: resolve4 が完了するのを待たずにスクリプトが終了する可能性があります。
// 実際のアプリケーションでは、Promise や async/await で非同期処理を適切に扱います。

実行時の注意点

存在しないIPアドレスや、使用が許可されていないIPアドレスを指定すると、EACCES や EPERM のようなエラーが発生する可能性があります。
localIpv4Address には、実際にあなたのNode.jsが動作しているマシンに割り当てられている有効なIPアドレスを指定してください。例えば、ipconfig (Windows) や ifconfig / ip addr show (Linux/macOS) で確認できるアドレスです。

IPv4とIPv6アドレスを両方指定する例

この例では、IPv4 と IPv6 の両方のローカルアドレスを指定します。

const dns = require('dns');
const resolver = new dns.Resolver();

// 使用するローカルIPv4アドレスとIPv6アドレスを指定
// これらのアドレスも、実際にマシンに割り当てられている有効なアドレスにしてください。
const localIpv4 = '192.168.1.100'; // あなたの環境に合わせて変更
const localIpv6 = '2001:db8::1'; // あなたの環境に合わせて変更 (または IPv6 がない場合は undefined)

console.log(`DNSクエリの送信元IPv4: ${localIpv4}, IPv6: ${localIpv6} に設定します。`);

try {
  resolver.setLocalAddress(localIpv4, localIpv6);

  // 'google.com' のIPv4アドレス (Aレコード) を解決
  resolver.resolve4('google.com', (err, addresses) => {
    if (err) {
      console.error('google.com (IPv4) DNS解決エラー:', err);
    } else {
      console.log(`google.com (IPv4) のアドレス: ${addresses.join(', ')}`);
    }
  });

  // 'google.com' のIPv6アドレス (AAAAレコード) を解決
  resolver.resolve6('google.com', (err, addresses) => {
    if (err) {
      console.error('google.com (IPv6) DNS解決エラー:', err);
    } else {
      console.log(`google.com (IPv6) のアドレス: ${addresses.join(', ')}`);
    }
  });

} catch (e) {
  console.error('setLocalAddress() 設定エラー:', e.message);
}

ポイント

片方のアドレスしか指定しない場合（例: resolver.setLocalAddress('192.168.1.100');）、指定されていない方のアドレスファミリー（この場合はIPv6）については、システムがデフォルトのローカルアドレスを選択します。
resolve6 は IPv6 DNS クエリを発行し、setLocalAddress() で指定された IPv6 ローカルアドレスを使用しようとします。
resolve4 は IPv4 DNS クエリを発行し、setLocalAddress() で指定された IPv4 ローカルアドレスを使用しようとします。

非同期処理を扱う際に、よりモダンな async/await 構文を使用する例です。エラーハンドリングも含まれています。

const dns = require('dns');

async function performDnsLookup(hostname, localIpv4, localIpv6) {
  const resolver = new dns.Resolver();

  try {
    console.log(`\n${hostname} の解決を試みます。送信元IPv4: ${localIpv4 || '自動選択'}, IPv6: ${localIpv6 || '自動選択'}`);
    resolver.setLocalAddress(localIpv4, localIpv6);

    // Promise 化された resolve4 と resolve6 を使用
    const addressesIpv4 = await resolver.promises.resolve4(hostname);
    console.log(`${hostname} (IPv4) のアドレス: ${addressesIpv4.join(', ')}`);

    const addressesIpv6 = await resolver.promises.resolve6(hostname);
    console.log(`${hostname} (IPv6) のアドレス: ${addressesIpv6.join(', ')}`);

  } catch (error) {
    console.error(`エラー発生 (${hostname}):`);
    console.error(`  コード: ${error.code}`);
    console.error(`  メッセージ: ${error.message}`);
    // EACCES, ETIMEOUT, ENOTFOUND など、具体的なエラーコードを把握できます。
  }
}

// 実行例: 自分のマシンに割り当てられている適切なIPアドレスを指定してください
(async () => {
  // 正常な場合
  await performDnsLookup('nodejs.org', '192.168.1.100', '2001:db8::1'); // あなたのIPアドレスに置き換える

  // IPv4のみ指定する場合 (IPv6はシステムが自動選択)
  await performDnsLookup('bing.com', '192.168.1.100'); // あなたのIPアドレスに置き換える

  // 存在しないIPアドレスを指定してエラーをシミュレートする場合
  // EACCES などのエラーが発生するはずです
  await performDnsLookup('google.com', '10.0.0.99'); // おそらく存在しないプライベートIP
})();

performDnsLookup 関数でエラーハンドリングを一元化し、try...catch ブロックでエラーを捕捉しています。エラーコード (error.code) を出力することで、問題の特定に役立ちます。
resolver.promises を使用することで、resolve4, resolve6 などのメソッドを Promise ベースで利用できます。これにより async/await と組み合わせやすくなります。

`resolver.setLocalAddress()` の代替手段

setLocalAddress() が焦点を当てるのは、DNSクエリの「送信元IPアドレス」の制御です。この機能の代替手段を考える場合、DNS解決の側面で「送信元IPアドレスを制御する」ことの目的を達成するための、より広範なアプローチを考慮に入れる必要があります。

OSのルーティングとネットワーク設定に依存する（デフォルトの挙動）

いつ使うか
ほとんどのアプリケーションで、特定の送信元IPアドレスを制御する必要がない場合。
欠点
- 複数のIPアドレスを持つシステムで、特定のIPアドレスからDNSクエリを送信したい場合に制御ができない。
- デバッグや特定のネットワークポリシーの適用が困難。
利点
- 追加のコードが不要で、シンプル。
- OSがネットワーク構成の変更（例: ケーブルの抜き差し、VPN接続）に自動的に適応する。
説明
これがNode.jsや多くのアプリケーションにおけるDNS解決のデフォルトの挙動です。アプリケーションが特定の送信元IPアドレスを指定しない場合、オペレーティングシステム（OS）が自身のルーティングテーブルとネットワーク設定に基づいて、最適な送信元IPアドレスを自動的に選択します。

dns.setServers() を使用して特定のDNSサーバーを指定する

いつ使うか
- 特定のDNSサーバーを使用する必要がある場合。
- DNSサーバーが特定のネットワークセグメントに存在し、そのセグメントに接続されたインターフェースからのクエリのみを処理するように設定されている場合、setLocalAddress()を使わずとも、結果的にそのインターフェースが使われる可能性も高まる。
欠点
- 送信元IPアドレスの明示的な制御はできない。OSが送信元IPアドレスを選択する。
利点
- アプリケーションがどのDNSサーバーにクエリを送信するかを完全に制御できる。
- カスタムDNSサーバー（例: 内部DNS、特定のセキュリティポリシーを適用するDNS）を利用できる。
説明
これは送信元IPアドレスを直接制御するものではありませんが、特定のネットワークインターフェースにしか到達できないDNSサーバーを使用したい場合に間接的に役立つことがあります。dns.setServers()は、Node.js全体（またはResolverインスタンスのsetServers()）で、使用するDNSサーバーのリストを設定します。

ネットワークインターフェースのバインディングを伴う低レベルなソケット操作

いつ使うか
dnsモモジュールが提供する機能では実現できない、非常にニッチで低レベルなネットワーク制御が必要な場合（滅多にありません）。
欠点
- 非常に複雑で、メンテナンスが困難。
- DNSプロトコルを自分で実装する必要がある（パケットの構築と解析）。
- ほとんどのユースケースでは過剰なアプローチ。
利点
- 最高の制御レベル。
- 非常に特殊なネットワーク要件に対応できる。
説明
Node.jsのdgram（UDP）やnet（TCP）モジュールを使用して、より低レベルでソケットを作成し、明示的に特定のローカルIPアドレスとポートにバインドしてDNSクエリを送信する方法です。これは非常に複雑であり、DNSプロトコルの実装知識が必要になります。通常、Node.jsの内部でdnsモジュールがこのような処理を行っています。

プロキシサーバーやVPNを利用する

いつ使うか
- DNSクエリだけでなく、すべてのネットワークトラフィックの送信元IPアドレスを制御したい場合。
- 特定の地域からアクセスしているように見せかけたい場合。
欠点
- Node.jsアプリケーションのスコープ外での設定が必要。
- システム全体のネットワークパフォーマンスに影響を与える可能性がある。
利点
- アプリケーションコードの変更が不要。
- システム全体または特定のユーザーのネットワーク動作を制御できる。
- セキュリティや匿名性の向上のためにも使用される。
説明
Node.jsアプリケーション自体ではなく、アプリケーションが動作するシステムのネットワーク環境を変更する方法です。特定のプロキシサーバーを介してすべてのネットワークトラフィック（DNSクエリを含む）をルーティングしたり、VPN接続を確立して、VPNトンネルのIPアドレスを送信元とするように設定します。

ほとんどの場合、resolver.setLocalAddress()が必要になるのは、マルチホーム環境（複数のネットワークインターフェースを持つシステム）で、特定のインターフェースからDNSクエリを送信する必要がある場合です。

非常に低レベルな制御が必要で、dnsモジュールでは不十分な場合は、dgramのようなモジュールを使うことを検討しますが、これは非常に専門的な知識が必要です。
システム全体のネットワークポリシーとして送信元IPアドレスを制御したいなら、プロキシやVPNが適しているかもしれません。
特定のDNSサーバーを使いたいだけなら、dns.setServers() が適切です。
デフォルトの挙動で問題ないなら、それが最もシンプルです。

Node.js dns.lookupService()とは？日本語解説とプログラミング例

callback (Function): 非同期処理が完了した後に呼び出されるコールバック関数です。このコールバック関数は3つの引数を受け取ります。 err (Error | null): エラーが発生した場合、エラーオブジェクトが渡されます。成功した場合は null が渡されます。 hostname (string): IPアドレスに対応するホスト名です。逆引きに失敗した場合や情報がない場合は、IPアドレスがそのまま返されることがあります。 service (string): ポート番号に対応するサービス名です。例えば、ポート 80 なら 'http'、ポート 443 なら 'https' のような文字列が返されます。サービス名が特定できない場合は、ポート番号が文字列として返されることがあります。