一、STP概述
1、交換網絡環路的產生
環路造成的結果：
① 廣播風暴的形成
② 多幀復制
③ MAC地址表紊亂
2、STP簡介
STP（Spanning Tree Protocol）生成樹協議，主要作用是防止網橋網絡中冗余鏈路形成的環路工作。
如上圖所示：
- 邏輯上斷開環路，防止廣播風暴的產生
- 當線路故障，阻塞接口被激活，恢復通信，起備份線路的作用
二、STP的生成樹算法
1、生成樹算法分為3個步驟
選擇根網橋（Root Bridge）
選擇根端口（Root Ports）
選擇指定端口（Designated Ports）
2、網橋ID（BID）
- 網橋ID是唯一的
- 選擇交換網絡中網橋ID最小的交換機成為根網橋
根據網橋ID選擇根網橋方法：
網橋優先級小的為根網橋；在優先級相同的情況下，MAC地址小的則為根網橋
3、選擇根端口的依據
- 到根網橋最低的根路徑成本
- 直連的網橋ID最小
- 端口ID最小
根路徑成本：網橋到根網橋的路徑上所有鏈路的成本之和
3、帶寬與路徑成本的關系
4、端口ID
在非根網橋上，選擇一個根端口（RP）
5、指定端口
根橋上的端口全是指定端口
在每個網段上，選擇1個指定端口
非根橋上的指定端口，選擇順序：
- 根路徑成本較低
- 所在的交換機的網橋ID的值較小
- 端口ID的值較小
6、端口阻塞
在每個網段上選擇1個指定端口（DP）
根網橋上的端口都是指定端口
既不是根端口，也不是指定端口，STP將這個端口阻塞（Block）
7、介紹STP的計算過程
二、BPDU（網橋協議數據單元）
1、BPDU的概念
Bridge Protocol Data Unit-網橋協議數據單元
使用組播發送BPDU
2、BPDU的類型
配置BPDU
拓撲變更通告（TCN）BPDU
3、BPDU報文字段
根網橋ID、根路徑成本、發送網橋ID、端口ID
根網橋ID：由一個2字節優先級和一個6字節網橋MAC地址組成，這個信息組合是已經被選定為根網橋的設備標識。
根路徑成本：說明這個BPDU從根網橋傳輸了多遠，成本是多少。這個字段的值決定哪些端口將進行轉發，哪些端口將被阻斷。
發送網橋ID：這是發送該BPDU的網橋信息，由網橋的優先級和網橋的MAC地址組成。
端口ID：由1字節的端口優先級和1字節的端口編號組成。
4、STP利用BPDU選擇根網橋
當交換機啟動時，假定自己是根網橋，在向外發送的BPDU中根網橋ID字段填寫自己的網橋ID
當收到其他交換機發出的BPDU后，比較網橋ID，選擇較小的添加到根網橋ID中
5、STP收斂
交換機端口的STP狀態
STP端口狀態
6、生成樹計時器
Hello時間：2S，根橋發送BPDU的間隔
轉發延遲（Forward Delay）：15S，監聽和學習的持續時間
最大老化時間（Max Age）：20S，保持阻塞的最大時間（沒有收到BPDU）