什么是STP
STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）就是把一个环形的结构改变成一个树形的结构，STP协议在逻辑上断开网络的环路，防止广播风暴的产生，而一旦正在用的线路出现故障，逻辑上被断开的线路又被连通，继续传输数据。
STP的作用
1.保证网络的可靠性
2.防止广播风暴的产生
STP工作原理(生成树算法及STP选举过程)
生成树算法分为三个步骤：
1.选择根网桥
选择根网桥的依据是网桥ID，网桥ID是一个八字节的字段，前两个字节的十进制数称为网桥优先级，后两个字节是网桥的MAC地址。网桥优先级是用于衡量网桥在生成树算法中优先级的十进制，取值范围为0-65535，默认值是32768。网桥ID中的MAC地址是交换机的自身MAC地址。当比较某个STP参数的两个取值时，值小的优先级高。在选择根网桥的时候，比较的方法是看那台交换机的网桥ID的值最小，优先级小的被选为根网桥，在优先级相同的情况下，MAC地址小的为根网桥。
2.选择根端口
根端口存在于非根网桥上，需要在每个非根网桥上选择一个根端口。
选择根端口的依据按照顺序依次如下：
(1)到根网桥最低的根路径成本
(2)直连的网桥ID最小
(3)对端的端口ID最小
根路径成本是两个网桥间的路径上所有链路的成本之和，也就是某个网桥到达根网桥的中间所有链路的路径成本之和，路径成本用来代表一条链路带宽的大小，一条链路的带宽越大，它传输的数据的成本就越低。
4.选择指定端口
选择指定端口的依据与根端口相同，按顺序有三个：
(1)根路径成本较低
(2)所在的交换机的网桥ID的值最小
(3)自身的端口ID最小
根网桥上的接口都是指定端口，因为根网桥上端口的根路径成本为0。
BPDU（Bridge Protocol Data UNit，桥协议数据单元）
交换机之间通过BPDU来交换网桥ID、根路径成本等信息。交换机从端口发送一个BPDU帧，使用该端口本身的MAC地址作为源地址。BPDU帧利用了一个STP组播地址（01-80-c2-00-00-00）作为它的一个目的地址，使之能到达相邻的、并处于STP侦听状态的交换机。每隔两秒，便向所有的交换机端口发送一次BPDU报文，以便交换机或网桥能交换当前最新的拓扑信息，并迅速识别和检测其中的环路。
1. BPDU的两种类型
一种是配置BPDU，用于生成树计算。
一种是拓扑变更通告BPDU，用于通告网络拓扑的变化。
2.BPDU报文字段
(1)根网桥ID：由一个二字节优先级和一个六字节网桥MAC地址组成。这个信息组合标明已经被选定为根网桥的设备的标识。
(2)根路径成本：说明了这个BPDU从根网桥传输了多远，成本是多少。这个字段的值用来决定哪些端口将进行转发，哪些端口将被阻断。
(3)发送网桥ID：这是发送该BPDU的网桥信息。由网桥的优先级和网桥MAC地址组成。
(4)端口ID：端口ID是由一个字节的端口优先级和一个字节的端口编号组成。
(5)计时器：计时器用于说明生成树用多长时间能完成它的每项功能。
STP端口状态详细描述如下：
(1)Disabled（禁用）：由管理员设定或因网络故障使系统的端口处于Disabled状态。
(2)Blocking（阻塞）：阻塞状态的端口既不能接收或发送数据，也不能向它的地址表添加MAC地址。仅允许接收BPDU报文，以便能侦听到其他的邻接交换机的信息。选出指定端口后非指定端口也处于阻塞状态。
(3)Listening（侦听）：在Listening状态下，端口仍不能接收或发送数据帧，允许它接收或发送BPDU报文。
(4)Learning（学习）：该状态下端口可以发送和接收BPDU报文，可以学习新的MAC地址，并将该地址添加到交换机的地址表中。
(5)Forwarding（转发）：在Forwarding状态下，该端口既可以发送和接收数据帧，也可以收集MAC地址加入到它的地址表，还可以发送和接收BPDU报文。
3.生成树利用三种计时方法来确保一个网络正确地收敛。现将STP计时器及它们的默认值描述如下：
(1)Hello时间:网桥发送配置BPDU报文之间的时间间隔，IEEE802.1d标准规定的默认访问时间为2s。
(2)转发延迟：一个交换机端口在Listening和Learning状态所花费的时间间隔，默认值各为15s。
(3)最大老化时间：交换机丢弃BPDU报文之前存储它的最大时间，最大老化时间的默认值为20s。
典型的端口过渡如下：
(1)从阻塞到侦听（20s）
(2)从侦听到学习（15s）
(3)从学习到转发（15s）
STP与VLAN的关系
VLAN与生成树之间的关系主要有以下几种：
(1)IEEE的通用生成树（CST）
(2)Cisco的每VLAN生成树（PVST）
(3)Cisco的能够兼容CST的PVST（PVST+）
(4)IEEE的MST（Multiple Spanning Tree，多生成树）
PVST+的配置
除了配置网络中比较稳定的交换机为根网桥外，PVST+的配置主要还有以下方面：
(1)利用PVST+实现网络负载分担
(2)配置速端口（PostFast）,使连接终端的短裤快速进入转发状态
PVST+的配置命令
(1)启用生成树命令如下：
Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list
(2)指定根网桥
由于MAC地址不可更改，所以要指定VLAN的优先级，可以使用下面命令更改优先级：
Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-priority
还可以使用命令指定交换机为根网桥，如配置为primary，则交换机的优先级变成24576，配置为secondary，优先级变成为28672。配置命令如下：
Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root {primary | secondary}
(3)修改端口成本命令如下：
Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list cost cost
(4)修改端口优先级命令如下：
Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority
(5)配置速端口命令如下：
Switch(config-if)#spanning-tree portfast
(6)查看生成树的配置命令如下：
Switch#show spanning-tree
(7)查看某个VLAN的生成树详细信息命令如下：
Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail
