通常網(wǎng)絡工程人員在設(shè)計和規(guī)劃網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)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(tǒng)的時候，“冗余”的概念被常常提及，冗余的重要性可以避免網(wǎng)絡出現(xiàn)單點故障，到也常常伴隨著另外一個問題的產(chǎn)生，那就是“環(huán)路”。那么如何在交換網(wǎng)絡中避免環(huán)路造成的影響，就涉及到我們今天所要剖析的內(nèi)容：生成樹協(xié)議。

　　我們在實現(xiàn)冗余的同時，幾乎一定會出現(xiàn)環(huán)路問題，那么出現(xiàn)環(huán)路問題又會對網(wǎng)絡帶來怎樣的危害呢?由于會產(chǎn)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(tài)，在短時間內(nèi)使得整個交換網(wǎng)絡陷入癱瘓狀態(tài)，使得網(wǎng)絡終端會呈現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸速率極為緩慢或者根本不能連通的現(xiàn)象。

　　廣播風暴不僅僅在交換機之間旋轉(zhuǎn)，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(xiàn)幀的復制現(xiàn)象。

　　MAC地址表不穩(wěn)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(huán)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(wěn)定，從而影響到交換機的交換數(shù)據(jù)幀的速率。

　　基于以上問題，設(shè)計出來了STP生成樹協(xié)議，該協(xié)議可應用于環(huán)路網(wǎng)絡，通過一定的算法實現(xiàn)路徑冗余，邏輯上可以使得環(huán)路上的某一臺交換機的一個端口處于阻塞狀態(tài)，一旦網(wǎng)絡中出現(xiàn)故障，該算法可以將阻塞的端口取消其阻塞狀態(tài)，變成一個可以正常收發(fā)數(shù)據(jù)幀的端口。實際上，該算法的目的是將網(wǎng)絡中復雜的環(huán)路變成簡單且無環(huán)路的樹型結(jié)構(gòu)。

　　在生成樹協(xié)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(xié)議的參考點，以決定在環(huán)路上哪個端口應該是轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，哪個端口應該是阻塞狀態(tài)，被阻塞的端口只能接收和讀取橋協(xié)議單元而不能接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流。

　　確定具體哪臺交換機為根橋，根據(jù)根橋的算法，是比較交換機之間的優(yōu)先級加MAC地址所確定。思科交換機的優(yōu)先級范圍為0~65535。在不使用命令修改優(yōu)先級的話，所有思科交換機的優(yōu)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(yōu)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(wǎng)絡拓撲發(fā)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?yōu)閭浞萱溌罚�這時端口狀態(tài)也會隨之改變，以保證數(shù)據(jù)的傳輸路徑是唯一的。

　　根據(jù)考試大綱的要求，對于STP協(xié)議的配置要求相對較簡單，主要是要求掌握利用STP端口權(quán)值和路徑值完成負載均衡。結(jié)合《網(wǎng)絡工程師考試沖刺指南》最新版的STP配置命令總結(jié)，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(shè)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