生成树技术背景：
1、交换机单线路上，若存在单点故障，上行线路及设备都不具备冗余性，一旦链路或上行设备发生故障，业务将会中断。
2、冗余拓扑能够解决单线路故障问题，但同时也带来了二层环路
二层环路带来的问题：
1、广播风暴：若出现广播数据帧，这些数据帧将会被交换机不断进行泛洪，造成广播风暴，将严重消耗设备资源及网络带宽，最终导致网络瘫痪。
2、MAC表的紊乱：
STP的基本概念：
通过在交换网络中部署生成树技术，能够防止网络中出现二层环路。STP运行后，如果网络中存在环路，那么STP会通过阻塞（Block）特定的接口从而打破环路，并且在网络出现拓扑变更时及时收敛，以保证网路的冗余性。
功能：
1、消除环路：通过阻塞链路上特定的接口来打破环路
2、链路备份：当某一链路发生故障时，可激活冗余备份链路，恢复网络连通性
BPDU：网桥协议数据单元
STP正常工作依赖于BPDU报文的洪泛
工作机制：在交换网络初始状态时，所有交换机均定义自己为根桥进行BPDU的发送，使得网络所有交换机均收到其他设备的BPDU，之后基于BPDU中的参数进行比对，然后根据以下规则选出根桥，根端口，指定端口，阻塞端口，所有非根桥不再发送自己的BPDU，而是仅接受和转发根桥的BPDU;周期2s发送，hold time 20s
根ID：（优先级+MAC地址） 越小越优，桥优先级默认为32768，是4096的倍数，优先级为0就是根ID
路径开销：（到达根桥的cost） 越小越优，带宽越大cost越小
桥ID：（优先级+MAC地址） 越小越优，默认是326768
端口ID：（优先级+端口号）越小越优
比较次序：根ID > 路径开销 > 桥ID > 端口ID
STP选举案例：
STP的端口状态：
Disable：没有BPDU收发，一旦进行BPDU收发进入下一状态；
Listening侦听：强制15s，所有交换机进行BPDU的收发，开始选举所有角色，若接口角色为非指定端口直接进入阻塞状态，若为指定端口和根端口进入下一状态；
Learning学习：强制15s，指定端口和根端口学习所有接口连接设备的MAC地址，生成MAC地址表，之后进入下一状态；
Forwarding转发：流量从指定端口和根端口进入，开始转发用户流量；
Blocking阻塞：仅接收BPDU不转发用户流量，max age：20s
STP拓扑变更机制：
TCN-拓扑变更消息（也是BPDU）：某一交换机链路故障后，STP重新收敛，为了快速刷新全网所有交换机的MAC表，将向本地所有STP接口发送TCN，邻居交换机收到TCN后，回复一个ACK确认消息，然后将TCN逐级转发到根桥，根桥收到后发送TC消息到所有交换机，让所有交换机临时将MAC表的老化时间修改为15s。