STP：生成树协议 (Spanning Tree Protocol,STP) 是一种链路管理协 议，为网络提供路径冗余，同时防止产生环路。交换机之间使用网 桥协议数据单元 (Bridge Protocol Data Unit,BPDU) 来交换STP 信息。 BPDU 包含了实现STP 必要的根网桥ID、 根路径成本、发送网桥ID、 端口ID等信息，具有配置BPDU 和通告拓扑变化的功能。
一、STP 的作用
STP 的作用有以下几点：
(1)逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生。
(2)当线路出现故障，断开的接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用。
(3)形成一个最佳的树型拓扑。
二、STP 交换机接口状态
阻塞状态到侦听状态需要20秒，侦听状态到学习状态需要15秒，学习状态到转发状态需要15秒。
状态 |
用途 |
阻塞(Blocking) |
接收BPDU、不转发帧 |
侦听(Listening) |
接收BPDU、不转发帧、接收网管消息 |
| 学习(Learning) |
接收BPDU、不转发帧、接收网管消息、把终端站 点位置信息添加到地址数据库(构建网桥表) |
| 转发(Forwarding) |
发送和接收用户数据、接收BPDU、接收网管消息、 把终端站点位置信息添加到地址数据库 |
禁用(Disable) |
端口处于shutdown状态，不转发BPDU和数据帧 |
三、STP 工作原理
STP 的作用是阻断网络中的环路，因此必须创建一个树形拓扑结构。所以STP首先选择根网桥 (Root Bridge), 然后选择根端口(Root Ports), 最后选择指定端口 (Designated Ports)。
(1)选择根网桥
每台交换机都有一个唯一的网桥ID(BID), 最小BID值的交换机为根交换机。其中BID是由2字节的网桥优先级字段和6字节的MAC 地址字段组成。
(2)选择根端口
选择根网桥后，其他的非根桥选择一个距离根桥最近的端口为根端口。
1)交换机中到根桥总路径成本最低的端口。路径成本根据带宽计算得到， 如10Mb/s 的路径成本为100,100Mb/s 的路径成本为19,1000Mb/s 的路径成本为4。开销最小的端口，即为该非根交换机的根端口。
2)如果到达根桥开销相同，再比较上一级(接收BPDU 方向)发送者的桥ID。 选择发送者网桥ID最小的对应的端口。
3)如果上一级发送者网桥ID也相同，再比较发送端口ID。 端口ID 由端口 优先级(8位)和端口编号(8位)组成。选出优先级最小的对应的端口，若优先级相同，则选择端口号最小的。
(3)选择指定端口
每个网段选择一个指定端口，根桥所有端口均为指定端口。
选定非根桥的指定端口的依据：
1)到根路径成本最低。
2)端口所在的网桥的ID值较小。
3)端口ID值较小。
(4)非指定端口阻塞
交换机中所有的根端口和指定端口之外的端口，称为非指定端口。此时非指定端口被STP 协议设置为阻塞状态，这时没有环的网络就生成了。
RSTP：
STP 效率并不高。为了解决STP 收敛速度慢的情况，开发出了RSTP 协议。 RSTP 减少了STP 中的端口状态数，新增加了两种端口角色，并且把端口属 性充分按照状态和角色分开处理；此外， RSTP 还增加了一些相应的增强特性和保护措施，从而可以实现网络的稳定和快速收敛。
RSTP 在STP 基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。但RSTP 和STP 还存在同一个缺陷：由于局域网中的所有VLAN 共享一棵生成树，因此 无法在VLAN 间实现数据流量的负载均衡。因此IEEE发布了IEEE 802.1S标 准的MSTP。MSTP 兼容STP 和RSTP, 既可以快速收敛，又提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现VLAN 数据的负载均衡。
MSTP 原理 ：
MSTP 把一个交换网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。每棵生成树叫做一个多生成树实例 (Multiple Spanning Tree Instance,MSTI),每个域叫做一个MST 域 (Multiple Spanning Tree Region,MST Region)。MSTP协议中的生成树实例就 是多个VLAN 的一个集合。通过将多个VLAN 捆绑到一个实例，可以节省 通信开销和资源占用率。每个VLAN 只能对应一个MSTI, 即同一VLAN 的数据只能在一个MSTI 中传输，而一个MSTI 可能对应多个VLAN。
MSTP 各个实例拓扑的计算相互独立，在这些实例上可以实现负载均衡。可以把多个相同拓扑结构的VLAN 映射到一个实例里。
四、STP 配置
(1)在交换机Switch A上使能STP。
[SwitchA]stp enable //启动生成树协议
(2)配置本桥为根桥。
[SwitchA]stp root primary
配置生成树协议时注意事项
(1)华为交换机默认的优先级都是32768,如果要指定某一台交换机为根交换机，可以通过修改优先级来实现。
(2)默认情况下打开生成树，所有端口都会开启生成树协议，若需要STP 有更快的收敛速度，可以把接PC 的端口改为边缘端口模式。
(3)如果要控制某条链路的状态，可以通过设置端口的cost值来实现。