プログラムがIPアドレスではなくインターフェイスにバインドされるように強制する

Question 1

（Linuxのみ）を探しているようですSO_BINDTODEVICE。からman 7 socket：

 SO_BINDTODEVICE
      Bind this socket to a particular device like “eth0”, as specified in the passed
      interface name.  If the name is an empty string or the option length is zero,
      the socket device binding is removed. The passed option is a variable-length
      null-terminated interface name string with the maximum size of IFNAMSIZ.
      If a socket is bound to an interface, only packets received from that particular
      interface are processed by the socket.  Note that this works only for some socket
      types, particularly AF_INET sockets. It is not supported for packet sockets (use
      normal bind(2) there).

以下は、これを使用するサンプルプログラムです。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <net/if.h>

int main(void)
{
    const int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    const struct ifreq ifr = {
        .ifr_name = "enp0s3",
    };

    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, &ifr, sizeof(ifr)) < 0) {
        perror("setsockopt");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    const struct sockaddr_in servaddr = {
        .sin_family      = AF_INET,
        .sin_addr.s_addr = inet_addr("142.250.73.196"),
        .sin_port        = htons(80),
    };

    if (connect(sockfd, (const struct sockaddr*) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
        fprintf(stderr, "Connection to the server failed...\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // Make an HTTP request to Google
    dprintf(sockfd, "GET / HTTP/1.1\r\n");
    dprintf(sockfd, "HOST: www.google.com\r\n");
    dprintf(sockfd, "\r\n");

    char buffer[16] = {};
    read(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1);

    printf("Response: '%s'\n", buffer);

    close(sockfd);
    return EXIT_SUCCESS;
}

SO_BINDTODEVICEこのプログラムは、私のネットワークインターフェース（）の1つをバインドするために使用されますenp0s3。その後、Google サーバーのいずれかに接続して簡単な HTTP リクエストを実行し、応答の最初の数バイトを印刷します。

実行例は次のとおりです。

$ ./a.out
Response: 'HTTP/1.1 200 OK'

Answer

（Linuxのみ）を探しているようですSO_BINDTODEVICE。からman 7 socket：

 SO_BINDTODEVICE
      Bind this socket to a particular device like “eth0”, as specified in the passed
      interface name.  If the name is an empty string or the option length is zero,
      the socket device binding is removed. The passed option is a variable-length
      null-terminated interface name string with the maximum size of IFNAMSIZ.
      If a socket is bound to an interface, only packets received from that particular
      interface are processed by the socket.  Note that this works only for some socket
      types, particularly AF_INET sockets. It is not supported for packet sockets (use
      normal bind(2) there).

以下は、これを使用するサンプルプログラムです。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <net/if.h>

int main(void)
{
    const int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    const struct ifreq ifr = {
        .ifr_name = "enp0s3",
    };

    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, &ifr, sizeof(ifr)) < 0) {
        perror("setsockopt");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    const struct sockaddr_in servaddr = {
        .sin_family      = AF_INET,
        .sin_addr.s_addr = inet_addr("142.250.73.196"),
        .sin_port        = htons(80),
    };

    if (connect(sockfd, (const struct sockaddr*) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
        fprintf(stderr, "Connection to the server failed...\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // Make an HTTP request to Google
    dprintf(sockfd, "GET / HTTP/1.1\r\n");
    dprintf(sockfd, "HOST: www.google.com\r\n");
    dprintf(sockfd, "\r\n");

    char buffer[16] = {};
    read(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1);

    printf("Response: '%s'\n", buffer);

    close(sockfd);
    return EXIT_SUCCESS;
}

SO_BINDTODEVICEこのプログラムは、私のネットワークインターフェース（）の1つをバインドするために使用されますenp0s3。その後、Google サーバーのいずれかに接続して簡単な HTTP リクエストを実行し、応答の最初の数バイトを印刷します。

実行例は次のとおりです。

$ ./a.out
Response: 'HTTP/1.1 200 OK'

Question 2

有用な情報を提供してくれた@Andy Daltonに感謝します。これに基づいて、すべてのプログラムにSO_BINDTODEVICEを実装するためにLD_PRELOADの小さなコードを書いています。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <dlfcn.h>
#include <net/if.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

//Credits go to https://catonmat.net/simple-ld-preload-tutorial and https://catonmat.net/simple-ld-preload-tutorial-part-two
//And of course to https://unix.stackexchange.com/a/648721/334883

//compile with gcc -nostartfiles -fpic -shared bindInterface.c -o bindInterface.so -ldl -D_GNU_SOURCE
//Use with BIND_INTERFACE=<network interface> LD_PRELOAD=./bindInterface.so <your program> like curl ifconfig.me

int socket(int family, int type, int protocol)
{
    //printf("MySocket\n"); //"LD_PRELOAD=./bind.so wget -O- ifconfig.me 2> /dev/null" prints two times "MySocket". First is for DNS-Lookup. 
                            //If your first nameserver is not reachable via bound interface, 
                            //then it will try the next nameserver until it succeeds or stops with name resolution error. 
                            //This is why it could take significantly longer than curl --interface wlan0 ifconfig.me
    char *bind_addr_env;
    struct ifreq interface;
    int *(*original_socket)(int, int, int);
    original_socket = dlsym(RTLD_NEXT,"socket");
    int fd = (int)(*original_socket)(family,type,protocol);
    bind_addr_env = getenv("BIND_INTERFACE");
    int errorCode;
    if ( bind_addr_env!= NULL && strlen(bind_addr_env) > 0)
    {
        //printf(bind_addr_env);
        strcpy(interface.ifr_name,bind_addr_env);
        errorCode = setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, &interface, sizeof(interface));
        if ( errorCode < 0)
        {
            perror("setsockopt");
            errno = EINVAL;
            return -1;
        };
    }
    else
    {
        printf("Warning: Programm with LD_PRELOAD startet, but BIND_INTERFACE environment variable not set\n");
        fprintf(stderr,"Warning: Programm with LD_PRELOAD startet, but BIND_INTERFACE environment variable not set\n");
    }

    return fd;
}

それをコンパイルする

gcc -nostartfiles -fpic -shared bindInterface.c -o bindInterface.so -ldl -D_GNU_SOURCE

一緒に使う

BIND_INTERFACE=wlan0 LD_PRELOAD=./bindInterface.so wget -O- ifconfig.me 2>/dev/null

curl --interface wlan0 ifconfig.me 注：これを行うと、バインドされたインターフェイスが最初のネームサーバーに到達しようとするため、Thisを使用するよりも時間がかかることがあります。/etc/resolv.confそのネームサーバーに接続できない場合は、2番目のネームサーバーが使用されます。たとえば、/etc/resolv.confGoogleのパブリックDNSサーバー8.8.8.8を最初に編集して入れると、カールバージョンと同じくらい高速です。このオプションを使用すると、--interfaceカールはIPアドレスを確認するのではなく、実際の接続を確立したときにのみこのインターフェイスにバインドされます。したがって、ボンディングされたインターフェイスとプライバシーVPNでカールを使用するときに正しく設定されていない場合は、通常の接続を介してDNS要求が漏洩します。このコードを使用して以下を確認してください。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <dlfcn.h>
#include <net/if.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>

int connect (int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)
{
    int *(*original_connect)(int, const struct sockaddr*, socklen_t);
    original_connect = dlsym(RTLD_NEXT,"connect");

    static struct sockaddr_in *socketAddress;
    socketAddress = (struct sockaddr_in *)addr;

    if (socketAddress -> sin_family == AF_INET)
    {
        // inet_ntoa(socketAddress->sin_addr.s_addr); when #include <arpa/inet.h> is not included
        char *dest = inet_ntoa(socketAddress->sin_addr); //with #include <arpa/inet.h>
        printf("connecting to: %s / ",dest);
    }

    struct ifreq boundInterface = 
        {
            .ifr_name = "none",
        };
    socklen_t optionlen = sizeof(boundInterface);
    int errorCode;
    errorCode = getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, &boundInterface, &optionlen);
    if ( errorCode < 0)
    {
        perror("getsockopt");
        return -1;
    };
    printf("Bound Interface: %s\n",boundInterface.ifr_name);

    return (int)original_connect(sockfd, addr, addrlen);    
}

上記と同じオプションを使用してコンパイルします。そして使用

LD_PRELOAD=./bindInterface.so curl --interface wlan0 ifconfig.me
connecting to: 192.168.178.1 / Bound Interface: none
connecting to: 34.117.59.81 / Bound Interface: wlan0
185.107.XX.XX

注2：変更は/etc/resolv.conf永久的ではありません。これは別のトピックです。これは時間がかかる理由を示すために行われます。

Answer