Professional Cloud Network Engineer — 公式シラバス詳細

公式試験ガイド原文を翻訳・整理。サブトピックは原文表現を併記し、項目の取りこぼしを防ぐ。 出典: Exam Guide (PDF, 2024-04-26 改定)

Section 1: Designing and planning a Google Cloud VPC network (~21%)

1.1 全体のネットワーク アーキテクチャ設計 (Designing an overall network architecture)

• ネットワーク階層の違いを理解する: Premium Tier と Standard Tier の違い、Google バックボーン経路 vs Public Internet 経路。
• HA / フェイルオーバー / DR / スケール を見越した設計 (リージョン冗長、グローバル LB)。
• DNS トポロジー設計: オンプレ DNS と Cloud DNS、private/public zone の使い分け。
• 適切なロードバランサーの選択: Application / Network / Proxy / Passthrough × Internal / External × Regional / Global。
• GKE ネットワーキング設計: secondary range、IP アドレス空間のスケール、コントロールプレーンへのアクセス方式。
• IAM ロール選定: ロードバランサーのプロビジョニング、Shared VPC subnet permission など。
• マネージドサービス接続の計画: Private Services Access (PSA)、Private Service Connect (PSC)、Serverless VPC Access。
• クォータと上限の計画。

1.2 VPC ネットワークの設計 (Designing VPC networks)

• VPC の種類と数の選定: スタンドアロン / Shared VPC、VPC 環境数。
• VPC 間の相互接続方式: VPC Network Peering、Network Connectivity Center (mesh/star)、PSC。
• IP アドレス管理戦略 (IPAM): サブネット、IPv6、BYOIP、PUPI (privately used public IP)、Private NAT、非 RFC1918、マネージドサービス、IPAM 自動化。
• グローバル/リージョナル、または両者の組み合わせの設計。
• MTU サイジング: ワークロード要件に応じた VPC MTU (1460 / 1500 / 8896 など)。
• サードパーティ機器の挿入 (NVA) を custom routes (static / policy-based) と LB で実現。

1.3 強靱で高性能なハイブリッド/マルチクラウド ネットワークの設計

• ハイブリッド接続: オンプレ、ブランチ。Dedicated Interconnect / Partner Interconnect / Cloud VPN / SD-WAN。帯域・セキュリティ制約。
• マルチクラウド接続: Cloud VPN、Cross-Cloud Interconnect。
• Direct Peering と Verified Peering Provider の使い分け。
• HA/DR 接続戦略: regional/global dynamic routing mode、複数リージョン冗長。
• オンプレから複数 VPC へのアクセス: Shared VPC / multi-VPC peering / NCC トポロジー。
• Google サービス (Vertex AI, APIs) へのプライベートアクセス。
• マネージドサービスへの接続: PSC、VPC Network Peering 経由の Private Services Access。
• IP アドレス空間設計: 重複回避、Internal ranges、Private NAT。
• ハイブリッド DNS トポロジー: forwarding パス、inbound policy、cross-project binding、DNS peering 戦略。
• ハイブリッド接続の MTU サイジング (Cloud Interconnect, HA VPN)。
• Interconnect 暗号化: MACsec、HA VPN over Cloud Interconnect。

1.4 GKE 向け設計 (Designing for GKE)

• public / private なノード・ノードプールの選択。
• public / private なコントロールプレーンエンドポイントの選択。
• primary / secondary subnet 範囲の計画。
• GKE IP 計画: RFC1918, non-RFC1918, Google-managed services range, PSC, shared IP ranges, PUPI。
• IPv6 対応の計画。
• GKE 向けロードバランシングの設計。
• ノードプールの追加・管理。

Section 2: Implementing a VPC network (~20%)

2.1 VPC の構成

• VPC リソースの作成: network、subnet、firewall rules / policies、Private Services Access subnet、private pools。
• VPC Network Peering 構成。
• Shared VPC の作成と service projects への共有。
• Shared VPC サブネット利用のための IAM 権限割り当て。
• Google API / マネージドサービスへの接続構成: Private Google Access、public interfaces。
• 作成後の VPC サブネット範囲の拡張 (expand)。
• VPC Service Controls perimeter による Google Cloud サービス制限の構成。

2.2 VPC ルーティング

• 静的ルートと動的ルート (Cloud Router) の構成。
• Global / Regional dynamic routing mode の構成。
• network tag と priority によるルーティング。
• Global dynamic routing でのルート優先度: policy-based routing と dynamic routing。
• Internal Load Balancer を next hop に使うルーティング。
• VPC Network Peering / Network Connectivity Center でのカスタムルート import/export。
• Policy-based routing (PBR) の構成。

2.3 Network Connectivity Center (NCC)

• spoke タイプの違い: VPC spoke / hybrid spoke / producer spoke。
• VPC トポロジー管理: star, hub & spokes, mesh。
• Private NAT と PSC propagation の構成。
• NCC spoke の IP/CIDR フィルタ設定。
• NCC の監視・トラブルシュート。

2.4 GKE クラスタの構成・運用

• alias IPs を使った VPC-native cluster の作成。
• Shared VPC でのクラスタ設定。
• private cluster / private control plane endpoint の構成。
• コントロールプレーン用 authorized networks の追加。
• DNS-based endpoint によるコントロールプレーンアクセス。
• GKE Dataplane V2 の有効化。
• SNAT / IP Masquerade ポリシー構成。
• GKE Network Policy の作成。
• Pod range / Service range の構成。
• 追加 Pod range のデプロイ。
• DNS 構成: local DNS cache, Cloud DNS, kube-dns。

Section 3: Configuring managed network services (~16%)

3.1 ロードバランシング

• ネットワークに適した LB ソリューション選定: internal/external × regional/global × application/proxy/passthrough。
• backend services の構成: autoscaling、NEG (Network Endpoint Group)、MIG (Managed Instance Group)。
• balancing method、session affinity、serving capacity、URL maps、health checks、global access の設定。
• GKE 向け LB: Gateway controller / Ingress controller / NEG。
• Application LB の トラフィック管理: splitting / mirroring / URL rewrite。

3.2 Cloud CDN

• サポートオリジンへの設定: MIG、Cloud Storage、Cloud Run。
• 外部バックエンド (internet NEG) や third-party object storage への設定。
• キャッシュ無効化 (invalidation)。

3.3 Cloud DNS

• ゾーン・レコード管理。
• Cloud DNS への移行。
• ルーティングポリシー (geolocation, failover) の構成。
• DNSSEC の有効化。
• セルフホスト DNS との統合: DNS forwarding、DNS server policy。
• private/public zone と split-horizon DNS。
• Cross-project binding と DNS peering の構成。
• GKE 向けの Cloud DNS / external-DNS operator。

Section 4: Configuring and implementing hybrid and multicloud network interconnectivity (~16%)

4.1 Cloud Interconnect

• Dedicated Interconnect 接続と VLAN attachment の作成。
• Partner Interconnect 接続と VLAN attachment、Layer 2 と Layer 3 の違い。
• Cross-Cloud Interconnect 接続と VLAN attachment。
• HA VPN over Cloud Interconnect の構成。
• 99.9% / 99.99% SLA トポロジーの実装。

4.2 Site-to-site IPSec VPN

• オンプレ VPN ゲートウェイに対する HA VPN 構成。
• 別 VPC への HA VPN 構成。
• Classic VPN (route-based / policy-based) 構成。

4.3 Cloud Router

• BGP 属性: ASN、route priority/MED、link-local アドレス、認証 (MD5)。
• BFD (Bidirectional Forwarding Detection) の構成。
• custom-advertised routes / custom-learned routes。
• VPC の legacy / standard best path selection の選択。

4.4 Network Connectivity Center (Hybrid)

• hybrid spoke (VPN, VLAN attachment) の作成。
• site-to-site データ転送の確立。
• Router Appliance (RA) の作成。
• transitivity (推移ルーティング) の一般的問題の解決。

Section 5: Managing, monitoring, and troubleshooting network operations (~14%)

5.1 Google Cloud Observability によるロギング/モニタリング

• 各種ネットワークコンポーネントの Cloud Logging 有効化と確認: Cloud VPN / Cloud Router / VPC Service Controls / Cloud NGFW / Firewall Insights / VPC Flow Logs / Cloud DNS / Cloud NAT / NCC。
• ネットワーク メトリクスの監視: Cloud VPN、Cloud Interconnect、VLAN attachment、Cloud Router、LB、Cloud Armor、Cloud NAT。

5.2 接続性のトラブルシュート

• Application LB での traffic drain / redirect。
• VPN の管理とトラブルシュート。
• Cloud Interconnect 問題のトラブルシュート。
• Cloud Router の BGP peering トラブルシュート。
• VPC Flow Logs、Firewall logs、Packet Mirroring の活用。

5.3 Network Intelligence Center (NIC)

• Network Topology: スループット/トラフィックフロー可視化。
• Connectivity Tests: ルート/ファイアウォール設定のミス診断。
• Performance Dashboard: パケロス/レイテンシ (Google-wide & project scoped)。
• Firewall Insights: ルールの監視/最適化。
• Network Analyzer: 失敗・準最適構成・使用率警告の自動検出。
• Flow Analyzer + VPC Flow Logs: ネットワークトラフィック評価。

Section 6: Configuring, implementing and managing a cloud network security solution (~13%)

6.1 Google Cloud Armor

• edge / backend security policy の構成・アタッチ。
• WAF ルール: SQLi / XSS / RFI など (preconfigured WAF rules)。
• Advanced Network DDoS Protection と Adaptive Protection。
• rate limiting の構成。
• bot management。
• Google Threat Intelligence の適用。

6.2 Cloud NGFW と VPC Firewall ルール

• ファイアウォール戦略: VPC firewall rules、Cloud NGFW、hierarchical firewall policies、サードパーティ統合。
• hierarchical 環境での effective policy の理解。
• GKE と Cloud Load Balancing をサポートする NGFW 構成。
• VPC firewall rules / Cloud NGFW (regional / global / hierarchical) policies の作成とトラブルシュート。
• Cloud NGFW Enterprise の L7 パケットインスペクション。
• VPC firewall rules から Cloud NGFW policies への移行。
• ルール条件: priority、protocol、direction、source、destination。
• VPC / Firewall Rules Logging。
• マイクロセグメンテーション: metadata、(secure) tags、service account、network tag。
• Cloud NGFW のティア: Essentials / Standard / Enterprise。

6.3 公衆 egress の構成 (Public Cloud NAT, Secure Web Proxy)

• public Cloud NAT IP の構成: 自動 / 手動 IP 割り当て。
• Cloud NAT の static / dynamic port allocation。
• Secure Web Proxy の構成。

6.4 セルフマネージド NVA と Packet Mirroring

• multi-NIC VM (NGFW appliance) による inter-VPC ルーティング/検査。
• HA multi-NIC VM ルーティング向け Internal LB as next hop。
• HA multi-NIC VM ルーティング向け policy-based routes。
• Out-of-band Network Security Integration 戦略。
• セルフマネージド collector への Packet Mirroring 構成。

付録: 出題比率まとめ

Section 1 (設計)              ████████████████████ 21%
Section 2 (実装)              ███████████████████  20%
Section 3 (マネージド)        ████████████████     16%
Section 4 (Hybrid/Multi)      ████████████████     16%
Section 5 (運用/監視)         ██████████████       14%
Section 6 (セキュリティ)      █████████████        13%