在二層網絡中，為了提高網絡的可靠性，會在交換機之間建立多條鍊路，但通過這種方式建立的鍊路有一個緻命問題，會生成環路。
在一個網絡中存在環路則會産生廣播風暴和MAC位址震蕩：
廣播風暴： 如果交換機從接收到了一個廣播幀，或者是一個目的MAC位址未知的單點傳播幀，則會将這個幀向除源端口之外的所有其他端口轉發。如果交換網絡中有環路，則這個幀會被無限轉發，此時便會形成廣播風暴。
如圖，SWA、SWB和SWC将收到資料包循環轉發在網絡中。
MAC位址表震蕩： 交換機是根據所接收到的資料幀的源位址和接收端口生成MAC位址表項的。如果網絡中存在環路，交換機經過轉發會從多個接口收到同一個資料幀，則交換機内的MAC表同一頻繁在多個接口切換。
如圖，SWB收到G0/0/3的廣播資料幀，則将對應MAC條目（00-05-06-07-08-AA G0/0/3）寫入MAC表，且将資料幀洪泛出去，經過SWA、SWC的轉發，從G0/0/2收到此資料幀，接收端口為G0/0/2，MAC位址00-05-06-07-08-AA對應接口會在G0/0/2、G0/0/3中不斷切換，也就是MAC位址表震蕩。
STP生成樹協定
STP生成樹協定就是通過阻塞端口來消除環路，并實作鍊路備份的目的。
如下圖所示，網絡中存在環路，STP協定使用通過算法，選擇将SWC的某個端口堵塞，使之無法進行資料傳輸，環路消除：
STP工作過程
名詞解釋：
- BPDU：為了計算生成樹，交換機之間需要交換相關的資訊和參數則将資訊封裝在BPDU中，包括橋ID、路徑開銷和端口ID等參數。
- 橋ID（BID）：橋ID由16位的橋優先級和48位的MAC位址構成。橋優先級預設為32768，可人工設定（0-65535），MAC位址是唯一的。
- 接口ID（PID）：運作STP交換機的每個端口都有一個端口ID，端口ID由端口優先級和端口号構成（0-240）。
- 指定端口：交換機向所連網段轉發配置BPDU的端口，一個網段隻能有一個指定端口，根橋的每個端口總是指定端口。
- 根端口：非根交換機去往根橋路徑最優的端口，在一個運作STP協定的交換機上最多有一個該端口。
- 預備端口：不是根端口也不是指定端口，會被阻塞的端口。
如圖所示：
圖中：
D：指定端口
A：預備端口
R：根端口
第一步，選舉根橋：
根橋的角色相當于“樹”的根，是核心部分。
① 每一台交換機啟動STP後，都認為自己是根橋，并在發送給其他交換機的BPDU中，宣告自己為根橋。此時BPDU中的根橋ID為各自裝置的網橋ID。
② 各交換機收到網絡中其他裝置發送來的BPDU後，會比較BPDU中的根橋ID和自己的 BID。
③ 交換機不斷互動BPDU，同時對BID進行比較，最終選舉一台BID最小的交換機作為根橋，其他的則為非根橋。
第二步，給非根橋交換機選舉根端口：
① 交換機各端口會收到BPDU封包，裡面包含路徑開銷、BID、PID等資訊
② 先比較路徑開銷，越小越優，優則為根端口
③ 若路徑開銷相同，比較上行交換機的BID（也就是發送BPDU交換機的BID），越小越優，優則為根端口
④ 若上行交換機的BID相同，則比較上行交換機的PID，越小越優，優則為根端口
若上行交換機的PID相同，則比較本地各端口的PID，越小越優，優則為根端口
第三步，給每個網段選舉指定端口：
① 交換機各端口會收到BPDU封包，裡面包含路徑開銷、BID、PID等資訊
② 先比較路徑開銷，越小越優，優則為指定端口
③ 若路徑開銷相等，則比較鍊路兩端交換機的BID，越小越優，優則為指定端口
④ 若鍊路兩端交換機的BID相等，則比較鍊路兩端端口PID，越小越優，優則為指定端口
第四步，阻塞預備端口：
① 交換機會阻塞那些非根端口，非指定端口，這些端口不能轉發由終端計算機産生并發送的幀。
② 阻塞端口後，STP生成樹形成。
STP實驗驗證
實驗拓撲如下：
（1）華為交換機預設開啟STP功能，交換機剛開啟STP協定時，預設自己為根橋，其各端口為指定端口，STP資訊如圖：
（2）交換機會向網絡中其他交換機宣告自己是根橋，發送BPDU。使用Wires hark抓包軟體，在LSW1接口Eth0/0/1上進行資料抓包，詳細資訊如圖：
（3）交換機LSW2上STP詳細資訊如圖：
（4）在交換機LSW2接口Eth0/0/1上抓包資料如下：
（5）交換機LSW3上STP詳細資訊如圖：
由圖可知，根據STP算法堵塞了LSW3的Eth0/0/2接口。
總結：
STP協定通過阻塞端口實作消除環路，在選舉端口角色時，主要依靠各交換機發送的BPDU。
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