首先我們思考一個問題，為什麼要在交換網路中使用STP協議。我們來詳細分析一下，在下面這個網路中會出現環路，解決環路問題就涉及到了STP協議了。下面我從以下兩個方面來詳述。

生成樹協議是一個用於在區域網中消除環路的協議。執行該協議的交換機透過彼此互動資訊而發現網路中的環路，並適當對某些埠進行阻塞以消除環路。

冗餘的拓撲排除了單點故障

冗餘拓撲造成了廣播風暴，多幀複製，物理地址表不穩定的問題

1，廣播風暴的形成

2，造成多幀複製

如圖所示主機X向路由器Y傳送一個單播幀，路由器Y的物理地址還沒有被交換機學到 ，路由器Y將接收到同一個幀的兩次複製。

3，引起MAC地址表的不穩定

如圖所示主機 X傳送一個單播給路由器Y ，路由器物理地址還沒有被兩個交換機學到，交換機A和B從埠0上學習到主機X的物理地址，幀到了路由器 Y 要被泛洪，交換機 A和B將不正確的從埠1上學習到主機X的物理地址。

4，會造成多個迴路問題

如圖所示覆雜的拓撲將導致多個環路的產生，第二層將沒有機制停止環路的產生

我們透過一個有環路的網路例子來了解，STP如何在這個網路中計算出一個STP，並將會導致環路的鏈路阻塞。

1，生成樹協議中根網橋的選擇：

首先各交換機根據優先順序和MAC地址，選出一個BID最小的交換機，作為整個網路的根。

BPDU = 橋協議資料單元(預設每2秒傳送一次)

根橋=最小的橋ID

橋ID = 橋優先順序 +橋的物理地址

相關術語：

網橋：比較早期的網路中，稱交換機為網橋。在某些場景中網橋和交換機會交替使用。

網橋ID：BID—網橋的優先順序+網橋MAC。

根橋:BID（網橋ID）最小的網橋定為根橋。在沒有配置優先順序的網路中，根橋將有MAC地址最小的網橋擔任。如果網路中配置了各個交換機的優先順序，則由優先順序最小的交換機當人跟橋。

2，生成樹協議中根埠的選擇方法：

到達根橋的路徑代價最低的埠便稱為“根埠”

若路徑代價相等，則比較它們的埠ID

3，生成樹協議中指定埠的選擇方法：

每個網段選擇一個到根網橋的路徑代價最低的埠

根橋上的埠通常都是指定埠

4，生成樹協議中的阻塞埠：

每個網段選擇一個到根網橋的路徑代價最低的埠

根橋上的埠通常都是指定埠

5，生成樹協議中的阻塞埠：

6，生成樹上的埠狀態：

生成樹在每個埠轉變透過以下幾個狀態：

7，生成樹的重新計算

這是資料鏈路層協議，叫做生成樹協議，這個協議的主要作用是防止交換網路出現環路，以及阻止第二層生成網路風暴的

簡單來說，STP(Spanning Tree Protocol)是一種交換機執行的、用來解決交換機網路中環路問題的資料鏈路層協議，我們習慣叫它生成樹協議。這個協議最精髓的地方就在這個“樹”上，我們知道，有一種拓撲環境是絕對不會出現環路的，那就是樹形拓撲！因為這種拓撲的特點是去往任何一個目的都只有一條可達路徑，就像樹一樣，從根到葉，只有一條路，所以絕對不會出現環路，而正是因為樹形拓撲只有一條路徑且無環，在當前的網路環境中，樹形拓撲逐漸的被淘汰了！為什麼呢？因為它始終不具備一個特點---高可用性！說簡單一些，源到目的只有一條路徑可達，萬一路徑中間出現任何問題，都會導致資料無法訪問。那有沒有一種方式，既可以保證無環路，還能夠實現鏈路的冗餘呢？沒錯！就是STP協議！它透過根橋、根埠及指定埠這幾種角色的選舉，以根橋為根，計算出一條無環最優路徑，並且在每個環路中選擇一個埠進行阻塞，當然，這個阻塞指的是邏輯上的阻塞，以這樣的方式防止環路；並且當某個正常的埠（如根埠、指定埠等）出現問題導致無法正常轉發資料時，STP協議會將原阻塞埠變為轉發狀態，從而保證資料的轉發

先看一下官方的定義：STP（Spanning Tree Protocol）是生成樹協議的英文縮寫。該協議可應用於在網路中建立樹形拓撲，消除網路中的環路，並且可以透過一定的方法實現路徑冗餘，但不是一定可以實現路徑冗餘。生成樹協議適合所有廠商的網路裝置，在配置上和體現功能強度上有所差別，但是在原理和應用效果是一致的。

首先、我們從官方的定義可以提煉一些資訊：

1. STP是生成樹協議（定義）

2. STP適用於所有的拓撲（作用）

3. STP用於在網路中建立樹形拓撲、消除網路中的環路。（作用）

4. STP適用於所有廠商的網路裝置（作用）

5. STP的收斂時間較慢，通常是30秒，特殊情況下要到50秒，難以適應當前資料網路中業務的需要。（補充）

下面我們著重對於第三點進行解釋。

答：切斷其中一條路徑。

開啟STP後，交換機會根據BPDU選舉出根橋，繼而確定根埠、指定埠和阻塞埠，雖然是邏輯上的阻塞，也相當於切斷了那一條路徑。再看時發現，交換機A和交換機C依然可以透過B進行報文的交換。但是不會形成廣播風暴了，透過這就是STP生成樹的保護機制了。