STP生成樹：
STP將環形網絡修剪成爲一個無環的樹形網絡，避免報文在環形網絡中的增生和無線循環，主要爲二層環形網絡。採用生成樹（spanning-tree）協議，能夠在網絡中存在二層環路時，通過阻塞（block）特定端口從而打破環路，並且在網絡出現拓撲更新時及時收斂，以保證網絡的冗餘性。
環路帶來的問題
- 廣播風暴
網絡中如若存在二層環路，一旦出現廣播數據幀，這些數據幀將被交換機不斷進行洪泛，從而造成廣播風暴。
- MAC表的紊亂
頻繁更新MAC地址表
若出現故障時：
採用生成樹協議，能夠在網絡中存在二層環路時，通過阻塞特定端口從而打破環路，並且在網絡出現拓撲更新時及時收斂，以保證網絡的冗餘性。
基本概念和術語：
根橋：每個廣播域選擇一個根橋，橋ID最小的，整個網絡的邏輯中心。
根端口（RP）：去往根橋路徑最近的端口。負責向根橋方向轉發數據，同時負責接收上游設備的BPDU報文和用戶流量轉發。
指定端口（DP）：指定端口是向下遊交換設備轉發BPDU報文的端口
非指定端口（AP）：阻塞端口，當STP啓用後非指定端口爲阻塞狀態。當鏈路發生變化時，該非指定端口轉化爲指定端口
橋ID：八個字節：兩個字節的優先級和六個字節的MAC地址構成，默認32768（修改時以4096爲倍數修改），橋ID最小的爲根橋。
Path cost：路徑開銷，根設備的端口的路徑開銷都爲0，在一個STP/RSTP網絡中，某端口到根橋累計的路徑開銷就是所經過的各端口的開銷。
| 帶寬 | 802.1t | 802.1d |
| 10Mbps | 2000000 | 100 |
| 100Mbps | 200000 | 19 |
| 1000Mbps | 20000 | 4 |
| 10000Mbps | 2000 | 2 |
Port ID：端口ID=端口優先級（1字節）+端口編號（1字節），缺省優先級128，範圍0-255，越小越優。
STP端口狀態：
|
端口狀態 |
端口能力 |
|
Disabled |
不收發任何報文 |
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Blocking（阻塞） |
不接收或者轉發數據，接受但不發送BPDU，不進行地址學習 |
|
Listening |
不接收或者轉發數據，接受併發送BPDU，不進行地址學習 |
|
Learning |
不接收或者轉發數據，接受併發送BPDU，開始進行地址學習 |
|
Forwarding |
接收或者轉發數據，接受併發送BPDU，進行地址學習 |
端口狀態的轉化：
BPDU：網橋協議數據單元
從根橋發出，非根橋爲從根端口收到從指定端口發出（中繼）
BPDU報文：
| 佔用字節 | 內容 | 意義 |
| 2 | Protocol ID | 協議ID |
| 1 | version | 協議版本標識符 STP爲0，RSTP爲2，MSTP爲3 |
| 1 | message type | BPDU消息類型 |
| 1 | flags | 標籤 |
| 8 | root ID | 根ID，網橋優先級+MAC地址 |
| 4 | cost of path | 路徑開銷，標識本交換機距離根的距離 |
| 8 | bridge ID | 發送者的BID |
| 2 | port ID | 發送端口PID |
| 2 | message age | 消息時間，最大300s，在啓用portfast後變爲15s |
| 2 | max age | 20s，最大生存時間 |
| 2 | hellotime | hello時間，默認爲2s |
| 2 | forward delay | 轉發延時，最大15s |
端口選舉：
比較次序：root identifier>root path cost>bridge identifier>port identifier 值越小越優
根橋選舉
- 比較BID即可，BID由兩部分組成：兩個字節的優先級和六個字節的MAC地址。
- 比較時，先比較優先級，優先級越小越優。若優先級一樣，比較MAC地址，MAC地址越小越優。
指定端口選舉
- 比較root ID，越小越優。
- 若相同比較cost of path，越小越優。
- 以上相同，比較BID。
- 以上相同，比較PID。
發生故障（拓撲變更）：
發生故障處的交換機向上遊交換機發送TCN BPDU報文，報告鏈路發生故障，上游路由器回覆TCN ACK報文表示收到。
根橋收到TCN BPDU報文後，向下泛洪。
其他交換機收到TC標誌位置爲後，將CAM表老化時間降爲15s。
