一、STP的作用
生成樹協議的由來：由於網絡中會存在單點故障而導致網絡無法訪問，系統癱瘓，因此，在網絡中提供冗餘鏈路即引入備份鏈路來解決單點故障問題。但是，這種做法同時存在優缺點——優點是：減少單點故障，增加網絡的可靠性；缺點是：產生交換環路，從而導致廣播風暴，同一數據幀的重複拷貝，MAC地址表的翻滾。而生成樹可以很好的解決以上問題，生成樹協議可以提供冗餘鏈路，並解決環路問題。
二、STP的原理
生成樹的基本原理可以歸納爲三步，選擇根網橋RB、選擇根端口RP、選擇指定端口DP。然後把根端口、指定端口設爲轉發狀態，其它接口設爲阻塞狀態，這樣一個邏輯上無環路的網絡拓撲就形成了。在通信時，只有一條最優鏈路生效；當原本的鏈路出現故障時，將處於“阻塞狀態”的端口重新打開，起到鏈路備份的作用，從而確保網絡連接穩定可靠。
三、生成樹分類
802.1d(STP) 802.1w(RSTP) 802.1s(MST)
cisco支持 PVST PVRST+ MST
四、STP的四種角色及選舉過程
1、角色介紹
根網橋（RB）：
樹形網絡結構中必須有根，於是STP引入了根橋（Root Bridge）的概念。在一個生成樹實例中，有且僅有一個根橋，根橋對整個生成樹進行管理和部署，通過發送BPDU進行指揮和維護。
根端口（RP）：
根端口位於非根網橋上，每臺非根網橋上有且僅有一個根端口，並且，在非根網橋上離根網橋最近的端口是根端口。根端口負責接收來自根網橋的BPDU，並向根橋方向轉發用戶數據。
指定端口（DP）：
每段物理鏈路有且僅有一個指定端口，指定端口用於轉發來之根橋的BPDU，也轉發用戶數據，默認根橋的所有端口都是指定端口。
阻塞端口（AP）：
邏輯阻塞，只接收不轉發數據。
2、角色選舉過程
根網橋（RB）的選舉：
默認初始時，所有交換機均認爲本地是根網橋，均向外發送本地BPDU，然後根據選舉規則選出根網橋，此後只有根網橋發出BPDU，其他交換機僅進行接收和轉發。根網橋的位置可以改變。
選舉參數：
BID：存在於BPDU中，BID由網橋優先級和MAC地址組成
網橋優先級：範圍0-65535，默認是32768，步長4096
MAC地址：存在於交換機背板地址池中
選舉規則：
（1）先比較網橋優先級，越小越優；
（2）網橋優先級相同時再比較MAC地址，越小越優。
根端口（RP）的選舉：
選舉參數：
PID：端口ID，PID由接口優先級和接口編號組成
接口優先級：範圍0-240，默認是120，步長是16
接口編號：交換機網口的編號，如e0/0,e0/1
選舉規則：
（1）比較從根橋發出的BPDU到進入非根網橋各個接口時的cost值（入向），小優；
（2）若cost值相同，比較BPDU發送者的BID；
（3）若BID相同，比較BPDU發送者的PID；先比較PID中的優先級，小優；若優先級相同，再比較接口的編號，小優；
（4）若PID相同，比較本地（BPDU接收者）的PID,小優。
指定端口（DP）的選舉：
選舉規則：
（1）比較從根橋發出的BPDU進入各個接口並從這些接口發出時的cost值（出向），小優；
（2）若cost值相同，比較BPDU接收者（本地）的BID，小優；
（3）若BID相同，比較BPDU接收者（本地）的PID，小優，大的阻塞。
非指定端口（NDP）——阻塞端口：
選舉規則：
當以上角色選舉完成後，剩餘沒有分配角色的接口就是阻塞端口。
關於對生成樹協議的干涉，至少必須關注根網橋的位置，最合適的地點爲匯聚層設備。
五、STP的端口狀態
在802.1D中，端口除了角色外，還存在狀態：
Disables（失效狀態）（未開啓stp或是端口down），不發送配置BPDU，不進行mac地址學習，不收發數據
Blocking（阻塞狀態）（處於阻塞狀態的端口），不發送配置BPDU但是接收配置BPDU，不進行mac地址的學習，不收發數據
Listening（監聽狀態）（中間的不穩定狀態），接收和發送配置BPDU，不進行mac地址學習，不接收和發送數據。
Learning（學習狀態）（中間的不穩定狀態），接收和發送配置BPDU，進行mac地址的學習，不接收和發送數據。
Forwarding（轉發狀態）（處於轉發狀態的端口），接收和發送配置BPDU，進行mac地址的學習，接收和發送數據。