Portfast
一个交换机接口在默认情况下，在接口启动后，由于STP的计算，该接口会从initiallization--blocking--listening--learning--forwarding，其中listening--learning状态要经过两个forward delay时间，也就是说一个接口最少在30S后才可以进入正常转发数据的状态；
对于一个连接终端PC或者服务器的交换机接口来说，是可以不需要进行STP计算的，此类端口称为边缘端口，在cisco交换机上，可以通过配置portfast功能，使这类端口不需要进行STP计算从而直接进入forwarding状态；access和trunk接口都可以配置Portfast功能；
当一个开启了Portfast功能的接口再收到BPDU时，交换机会认为对端连接的是交换机而不是终端PC或者服务器，所以默认情况下当收到BPDU时去立刻关闭该接口的portfast功能
可以通过命令spanning-tree portfast在接口下开启portfast功能；也可以通过命令spanning-tree portfast default下在全局模式下开启Portfast功能
BPDU Guard
BPDU Guard的功能是当接口收到BPDU时，立刻把该接口变为shutdown或者err-disabled状态；BDPU Guard既可以在接口模式下配置，也可以在全局模式下配置
BPDU Guard配置在全局模式时，只对portfast接口有效，当portfast接口收到BPDU时，会shutdown此接口；有的类型的交换机会将接口err-disabled
BPDU Guard配置在接口模式时，无论接口是Portfast还是正常接口，当收到BPDU时，会err-disabled此接口。
可以通过命令spanning-tree portfast bpduguard default在全局模式下开启BPDU GUARD功能；也可以通过命令spanning-tree bpduguard enable在接口模式下开启BPDU GUARD
BPDU Filtering
BPDU Filtering可以过滤在接口发送或者收到BPDU，如果开启了BPDU Filtering功能，则相当于关闭了STP功能；
BPDU Filtering可以配置在全局模式下，也可以配置在接口模式下；
BPDU Filtering配置在全局模式下时，可以过滤掉portfast接口的BPDU，而且只能过滤掉发出的BPDU，不能过滤收到的BPDU。如果一个开启了Portfast和开启了BPDU filtering功能的接口还可以收到BPDU，那么BPDU Filtering功能会失效并会造成portfast功能失效
BPDU Filtering配置在接口模式下时，可以过滤掉任何接口发送和收到的BPDU
可以通过命令spanning-tree portfast bpdufilter default在全局模式下开启BPDU Filtering功能；也可以通过命令spanning-tree bpdufilter enable在接口模式下开启BPDU Filtering功能
下面通过以下的拓扑分别解释uplinkfast backbonefast的功能
uplinkfast
当一个存在block端口的交换机上的主要通信链路down掉时，在启用block端口时需要经过50S（2个forward delay时间+max-age时间）的时间，即使运行在RSTP模式下也需要6S的时间；uplinkfast功能可以在主要链路down掉时，在1S-5S的时间内启用block端口
uplinkfast只适合在非根交换机带有block端口的交换机上才可以有效地起到作用；并且uplinkfast功能只能通过命令spanning-tree uplinkfast在全局模式下开启
Backbonefast
在上图拓扑中，当SW2的F0/23口down掉后，可以通过uplinkfast功能立刻启用block接口来恢复通信；但是当SW3的F0/19接口down掉后，即使是开启了uplinkfast功能的SW2也不可能立刻检测到远程交换机有链路down掉，因为uplinkfast只能立刻检测到本地交换机链路down掉的情况，要让所有的交换机都知道远端交换机有链路down掉，从而打开一条新的链路，这就是backbonefast的功能。
在正常的网络中，只有根交换机才可以发出BPDU，称为configuration BPDU；当网络中出现比根交换机发出的BPDU更高优先级的BPDU时，该BPDU称为inferior BPDU，默认情况下，交换机收到inferior BPDU是将其丢弃的。
一个开启了backbonefast功能的交换机，当正在使用的链路中断了，又没有block端口备用的时候（SW3），它会向网络中发送一个inferior BPDU，用来宣告自己的链路中断；当其他非根交换机（SW2）在block端口收到inferior BPDU时，会将block端口转换到转发状态，并向根交换机发送一个root link query信息，开启了backbonefast的根交换机会回应这个消息，此时SW2会立刻启用block端口恢复网络的正常通信。
backbonefast功能要在所有的交换机上开启，并且不能针对单独的VLAN开启，也不支持MSTP功能。
可以通过命令spanning-tree backbonefast在全局模式下开启backbonefast功能。
Root Guard
通过以下拓扑来解释root guard的功能
在上述拓扑图中，当SW4作为新加入网络的交换机，如果SW4拥有比根交换机更高的优先级的话，会抢夺根交换机的位置；如果SW4抢夺根交换机成功，那么SW2的F0/19端口会变为根端口，会对网络正常运行造成一定的影响，因为要重新进行STP的选举。
可以通过在SW2的F0/19接口上开启root guard功能，如果在此接口上连接的新交换机企图抢夺根交换机的位置时，那么此接口会进行inconsistend(blocked)状态，从而阻止新交换机抢夺根交换机的位置。
在运行MSTP时，开启了root guard的接口会强制成为指定端口。
不能在Portfast端口上开启root guard 功能；在可能连接新交换机的接口上开启root gurard功能。
开启root guard功能的端口属于哪个VLAN,root guard就对哪个VLAN生效。
可以通过命令spanning-tree guard root在接口模式下开启root guard功能。
Loop Guard
通过以下拓扑来解释loop guard的功能
在上图中的网络环境中，如果交换机所有端口收发数据的功能正常，则交换机就能够靠收发BPDU来检测出网络中的多余链路，就会将其Block，从而避免环路。但是当网络中出现单向链路故障时，也就是某个端口只能收数据而不能发数据，或者只能发数据而不能收数据，这时网络会出现意想不到的麻烦。如上图，由于SW2的端口F0/21出现单向链路故障，导致从F0/21发出去的数据包能被SW3收到，而SW3发的数据包却不能被SW2收到，此时造成的结果是，SW3认为网络是正常的，又由于SW3拥有更高优先级的Bridge-ID，所以SW3上F0/19为根端口，F0/21为指定端口，SW3上所有端口都是转发状态，而没有Blocking的端口。但是由于SW2不能收到SW3发来的数据包，也就不能从SW3收到BPDU，最终SW2只能从F0/23收到数据包，所以SW2认为网络是无环的，因此做出了一个错误的决定，就是在STP计算结束后，认为网络无环，而将原本应该被Block的端口F0/21变为指定端口，造成SW上F0/23和F0/21同时为转发状态。这样会造成网络环路。
单向链路故障不仅会将网络中blocking端口错误地认为是指定端口，而且还会造成根端口变成指定端口。
可以在端口上开启loop guard功能，这样在端口收不到BPDU时，会把端口置于loop-consistent状态，相当于blocking状态
loop guard需要在非指定端口中开启，也就是根端口和BLOCK端口
PortFast的接口不能开启Loop Guard。
Root guard和Loop Guard不能同时开。
Root guard支持PVST+,，rapid PVST+， MSTP。
可以通过命令spanning-tree guard loop在接口模式下开启loop guard功能。
