一、生成树技术产生的背景
（1）当交换机采用单线链路上联链路时，容易产生单点故障，单线链路上行链路不具备冗余性，一旦发生设备或链路故障，业务就会中断。
（2）使用冗余拓扑结构可以解决单点故障问题，但是同时也带来了二层环路。
二、环路带来的问题
（1）广播风暴：网络中存在环路，一旦出现广播数据帧，数据帧将被交换机不断进行泛洪，从而在网络中形成广播风暴，广播风暴将严重消耗设备性能和网络带宽，最终会导致网络瘫痪。
（2）ARP地址表混乱：这也很好理解，就是交换机与外部设备相连是有双线的，双线连接接就是启用了两个物理接口，交换机是通过什么来转发数据包的？就是ARP地址表，ARP地址表中包含（IP地址->设备MAC->交换机接口）的对应关系，两个不向的方向上的线路上出现不同的（IP地址->设备MAC->交换机接口）的对应关系，交换机都在不断更新，这就造成了ARP地址表的混乱。
与众多协议的发展过程一样，生成树协议也是随着网络的发展而不断更新的，从最初的STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）到RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议），再到最新的MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议）。
三、STP简介
生成树协议STP（Spanning Tree Protocol），STP由IEEE 802.1D 标准定义，用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。运行该协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某些端口进行阻塞，最终将环路网络结构修剪成无环路的树型网络结构，从而防止报文在环路网络中的无限循环，避免设备由于重复接收相同的报文造成的报文处理能力下降的问题。
STP协议具备两种特点：（1）消除环路：通过阻塞冗余链路消除网络中可能存在的网络通信环路。（2）链路备份：当前活动的路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性。
STP协议报文是BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），也称为配置消息。通过在设备之间传递BPDU报文来确定网络的拓扑结构，BPDU中包含了相关信息来完成生成树的计算过程。
四、STP的基本概念
（1）根桥（Root Bridge）：根桥在运行STP协议的网络中有且只有一个，而且根桥会根据网络拓扑的变化而改变，因此根桥并不是固定的，在网络初始化过程中，所有设备都视自己为根桥，生成各自的配置BPDU并周期性地向外发送，但当网络拓扑稳定以后，只有根桥设备才会向外发送配置BPDU，其它设备则对其进行转发。
（2） 根端口（Root Port）：是指一个非根桥的设备上离根桥最近的端口，根端口负责与根桥进行通信，非根桥设备上有且只有一个根端口，根桥上没有根端口。
（3）指定端口（Designated Port）：向本网段转发配置消息的端口。
（4）阻塞非指定端口（NonDesignated Port）：就是被阻塞的端口。
五、STP的基本原理
STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构，配置消息中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程，其中包含的几个重要信息如下：
（1）根桥ID （Bridge ID）：以设备的优先级表示
（2）根路径开销（Path Cost）：与端口所连的链路速率相关
（3）指定桥ID：以设备的优先级表示
（4）指定端口ID（Designated Port）：以端口名称表示
配置的选举原则是：根桥ID>根路径开销>指定桥ID>指定端口ID ;数值越小越优先。
.桥ID（Bridge ID）：是交换机的STP标示符，一共8个字节，由2个字节的优先级和6个字节的MAC地址构成，桥优先级缺省为32768，取值范围是0-61440 ，取值间隔是4096，MAC地址为交换机的背板MAC，网络中Bridge ID最小的交换机将成为根桥。
.根路径开销（Path Cost）：端口路径开销的默认值及取值范围由选定的路径开销算法决定，路径开销与端口的带宽成反比。比如按802.1D规范带宽与开销的比值是 10Mbps ： 100 ；100Mbps ： 19 ； 1000Mbps : 4 。
.指定端口ID（Port ID）：端口ID （2字节）= 端口优先级（1字节）+ 端口编号（1字节），缺省优先级128，范围0-255，越小越优。
六、STP的算法
配置的选举原则是：根桥ID>根路径开销>指定桥ID>指定端口ID ;数值越小越优先。
（1）每个运行STP的网络中交换机选举一个根交换机（Root Bridge）
（2）每个非根桥上选举一个根端口（Root Port）
（3）每个网段选举一个指定端口（Designated Port）
（4）选出非指定端口（NonDesignated Port）
STP配置图例：
七、STP配置的相关命令
stp global enable //启动STP dis stp //查看STP的模式、 Bridge ID、Hello的更新时间信息 dis stp br //查看交换机接口转发壮态 stp priority <0-61440> //修改Bridge ID优先级
八、交换机的端口状态
当网络的链路出现变化时，交换机的端口会出现状态的变化：禁用（Disable）->阻塞（Blocking）->侦听（Listenning）->学习（Learning）->转发（Forwarding);这个过程需要50秒，分别是阻塞（20秒）、侦听（15秒）、学习（15秒）。
交换机端口在不同状态下，转发BPDU、数据包、MAC的情况：
