生成樹技術背景：
1、交換機單線路上，若存在單點故障，上行線路及設備都不具備冗餘性，一旦鏈路或上行設備發生故障，業務將會中斷。
2、冗餘拓撲能夠解決單線路故障問題，但同時也帶來了二層環路
二層環路帶來的問題：
1、廣播風暴：若出現廣播數據幀，這些數據幀將會被交換機不斷進行泛洪，造成廣播風暴，將嚴重消耗設備資源及網絡帶寬，最終導致網絡癱瘓。
2、MAC表的紊亂：
STP的基本概念：
通過在交換網絡中部署生成樹技術，能夠防止網絡中出現二層環路。STP運行後，如果網絡中存在環路，那麼STP會通過阻塞（Block）特定的接口從而打破環路，並且在網絡出現拓撲變更時及時收斂，以保證網路的冗餘性。
功能：
1、消除環路：通過阻塞鏈路上特定的接口來打破環路
2、鏈路備份：當某一鏈路發生故障時，可激活冗餘備份鏈路，恢復網絡連通性
BPDU：網橋協議數據單元
STP正常工作依賴於BPDU報文的洪泛
工作機制：在交換網絡初始狀態時，所有交換機均定義自己爲根橋進行BPDU的發送，使得網絡所有交換機均收到其他設備的BPDU，之後基於BPDU中的參數進行比對，然後根據以下規則選出根橋，根端口，指定端口，阻塞端口，所有非根橋不再發送自己的BPDU，而是僅接受和轉發根橋的BPDU;週期2s發送，hold time 20s
根ID：（優先級+MAC地址） 越小越優，橋優先級默認爲32768，是4096的倍數，優先級爲0就是根ID
路徑開銷：（到達根橋的cost） 越小越優，帶寬越大cost越小
橋ID：（優先級+MAC地址） 越小越優，默認是326768
端口ID：（優先級+端口號）越小越優
比較次序：根ID > 路徑開銷 > 橋ID > 端口ID
STP選舉案例：
STP的端口狀態：
Disable：沒有BPDU收發，一旦進行BPDU收發進入下一狀態；
Listening偵聽：強制15s，所有交換機進行BPDU的收發，開始選舉所有角色，若接口角色爲非指定端口直接進入阻塞狀態，若爲指定端口和根端口進入下一狀態；
Learning學習：強制15s，指定端口和根端口學習所有接口連接設備的MAC地址，生成MAC地址表，之後進入下一狀態；
Forwarding轉發：流量從指定端口和根端口進入，開始轉發用戶流量；
Blocking阻塞：僅接收BPDU不轉發用戶流量，max age：20s
STP拓撲變更機制：
TCN-拓撲變更消息（也是BPDU）：某一交換機鏈路故障後，STP重新收斂，爲了快速刷新全網所有交換機的MAC表，將向本地所有STP接口發送TCN，鄰居交換機收到TCN後，回覆一個ACK確認消息，然後將TCN逐級轉發到根橋，根橋收到後發送TC消息到所有交換機，讓所有交換機臨時將MAC表的老化時間修改爲15s。