STP：生成树协议 － IEEE 802.1D （Spanning Tree Protocol － IEEE 802.1D）

生成树协议（Spanning Tree）定义在 IEEE 802.1D 中，是一种链路管理协议，它为网络供给路径冗余同时防止产生环路。为使以太网更好地工作，两个工作站之间只能有一条运动路径。网络环路的产生有多种原因，最常见的一种是有意生成的冗余 － 万一一个链路或交换机失败，会有另一个链路或交换机替代。

STP 容许网桥之间相互通信以创造网络物理环路。该协议定义了一种算法，网桥能够利用它创立无环路（loop-free）的逻辑拓朴结构。换句话说，STP 创立了一个由无环路树叶和树枝构成的树结构，其跨越了全部第二层网络。

生成树协议操作对终端站透明，也就是说，终端站并不知道它们自己是否连接在单个局域网段或多网段中。当有两个网桥同时连接雷同的电脑网段时，生成树协议可以容许两网桥之间相互交换信息，这样只需要其中一个网桥处理两台电脑之间发送的信息。

网桥之间通过桥接协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit － BPDU）交换各自状态信息。生成树协议通过发送 BPDU 信息选出网络中根交换机和根节点端口，并为每个网段（switched segment）选出根节点端口和指定端口。

网桥中的程序能够决定如何利用生成树协议，这称为生成树算法，该算法能够避免网桥环路，并确保在多路径情况下网桥能够选择一条最有效的路径。如果最佳路径失败，可以利用该算法重新计算网络路径并找出下一条最佳路径。

利用生成树算法可以决定网络（哪台电脑主机在哪个区段），并通过 BPDU 信息交换以上数据。该过程重要分为以下两个步骤：

步骤1：通过评估它所吸收到的所有配置信息和选择最优选项，来决定一个网桥可发送的最佳信息。
步骤2：一旦选定某网桥发送的信息，网桥将该信息与来自无根（non-root）连接的可能配置信息相比较。如果步骤1中选择的最佳选项并不优于可能配置信息，便删除该端口。

协议结构

网桥协议数据单元（BPDU）：

• Protocol ID ― 恒为0。
• Version ― 恒为0。
• Type ― 决定该帧中所包含的两种 BPDU 格式类型（配置 BPDU 或 TCN BPDU）。
• Flags ― 标记运动拓朴中的变更，包含在拓朴变更通知（Topology Change Notifications）的下一部分中。
• Root BID ― 包含有根网桥的网桥 ID。会聚后的网桥网络中，所有配置 BPDU 中的该字段都应当具有雷同值（单个 VLAN）。NetXRay 可以细分为两个 BID 子字段：网桥优先级和网桥 MAC 地址。
• Root Path Cost ― 通向有根网桥（Root Bridge）的所有链路的积累资本。
• Sender BID ― 创立当前 BPDU 的网桥 BID。对于单交换机（单个 VLAN）发送的所有 BPDU 而言，该字段值都雷同，而对于交换机与交换机之间发送的 BPDU 而言，该字段值不同）
• Port ID ― 每个端口值都是唯一的。端口1/1值为0×8001，而端口1/2 值为0×8002。
• Message Age ― 记载 Root Bridge 生成当前 BPDU 起源信息的所耗费时间。
• Max Age ― 保存 BPDU 的最长时间，也反响了拓朴变更通知（Topology Change Notification）过程中的网桥表生存时间情况。
• Hello Time ― 指周期性配置 BPDU 间的时间。
• Forward Delay ― 用于在 Listening 和 Learning 状态的时间，也反响了拓朴变更通知（Topology Change Notification）过程中的时间情况

相干协议：IEEE 802.2、802.3、802.1P、802.1Q

组织起源：STP 由 IEEE （http://www.ieee.org/）定义在 802.1D 中。

相干链接：
http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.1D-1998.pdf:ANSI/IEEE Std 802.1D 1998 Edition
http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/product/rtrmgmt/sw_ntman/
cwsimain/cwsi2/cwsiug2/vlan2/stpapp.htm: Understanding Spanning Tree Protocol