通常網絡工程人員在設計和規劃網絡拓撲結構的時候，考慮的重要因素之一就是冗余問題，特別是在金融、政務等系統的時候，“冗余”的概念被常常提及，冗余的重要性可以避免網絡出現單點故障，到也常常伴隨著另外一個問題的產生，那就是“環路”。那么如何在交換網絡中避免環路造成的影響，就涉及到我們今天所要剖析的內容：生成樹協議。

　　我們在實現冗余的同時，幾乎一定會出現環路問題，那么出現環路問題又會對網絡帶來怎樣的危害呢?由于會產生廣播風暴，廣播風暴可以使得所有交換機處于忙碌的狀態，在短時間內使得整個交換網絡陷入癱瘓狀態，使得網絡終端會呈現網絡傳輸速率極為緩慢或者根本不能連通的現象。

　　廣播風暴不僅僅在交換機之間旋轉，它還會向交換機的所有端口“泛洪”。也就是說，主機會不斷地接收到相同的廣播幀，導致出現幀的復制現象。

　　MAC地址表不穩定，由于交換機中MAC表中，一個端口可對應多個MAC地址，而一個MAC無法對應多個端口。然而在多個交換機同時作用環路時，難免會造成MAC表學習重復，使MAC地址對應的端口不斷被覆蓋，造成MAC地址表不穩定，從而影響到交換機的交換數據幀的速率。

　　基于以上問題，設計出來了STP生成樹協議，該協議可應用于環路網絡，通過一定的算法實現路徑冗余，邏輯上可以使得環路上的某一臺交換機的一個端口處于阻塞狀態，一旦網絡中出現故障，該算法可以將阻塞的端口取消其阻塞狀態，變成一個可以正常收發數據幀的端口。實際上，該算法的目的是將網絡中復雜的環路變成簡單且無環路的樹型結構。

　　在生成樹協議中，首先進行根橋的選舉，即一臺交換機作為根交換機。根橋的作用，就是作為一個生成樹協議的參考點，以決定在環路上哪個端口應該是轉發狀態，哪個端口應該是阻塞狀態，被阻塞的端口只能接收和讀取橋協議單元而不能接收和轉發數據流。

　　確定具體哪臺交換機為根橋，根據根橋的算法，是比較交換機之間的優先級加MAC地址所確定。思科交換機的優先級范圍為0~65535。在不使用命令修改優先級的話，所有思科交換機的優先級默認都為32768。在確定根橋時，往往比較的是根橋的MAC地址。MAC地址最小的交換機就是根橋。當然如果想要人為的讓某臺交換機成為根橋，可以通過改變交換機的優先級達到目的。

　　而每臺非根橋的交換機，都有一個端口成為根端口。根端口上是交換機上到達根橋路徑開銷最小的端口，不被阻塞。如果網絡拓撲發生變化或是生成樹中的一個路徑因故障而失效時，生成樹算法就會重新計算，激活其他的備份鏈路，并強制將原來的故障鏈路變為備份鏈路，這時端口狀態也會隨之改變，以保證數據的傳輸路徑是唯一的。

　　根據考試大綱的要求，對于STP協議的配置要求相對較簡單，主要是要求掌握利用STP端口權值和路徑值完成負載均衡。結合《網絡工程師考試沖刺指南》最新版的STP配置命令總結，我們來看以下實例：

　　兩臺交換機SwitchA和SwitchB通過Trunk1和Trunk2兩條中繼鏈路相連接，其中Trunk1對VLAN1-VLAN3的路徑成本是18，對VLAN4- VLAN5的路徑成本則是30;而Trunk2則剛好相反，如下圖所示。

　　交換機SwitchA的配置應如下所示(VTP的設置部分略)：

　　SwitchA# config terminal (進入全局配置模式)

　　SwitchA(config)# interface f0/0 (進入端口0配置子模式)

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 3 cost 18

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 2 cost 18

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 1 cost 18

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 5 cost 30

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 4 cost 30

　　SwitchA(config-if)# exit

　　SwitchA(config)# interface f0/1

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 3 cost 30

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 2 cost 30

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 1 cost 30

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 5 cost 18

　　SwitchA(config-if)# spanning-tree vlan 4 cost 18