STP 用于为整个广播域确定逻辑无环路径。 互连的交换机通过交换 BPDU 帧来获知信息,生成树即是根据这些信息而确定的。 为了方便逻辑生成树的学习,每个交换机端口都会经过五种可能的端口状态并用到三个 BPDU 计时器。

交换机完成启动后,生成树便立即确定。 如果交换机端口直接从阻塞状态转换到转发状态,而转换过程中没有关于完整拓扑的信息,那么端口会临时形成数据环路。 为此,STP 引入了五种端口状态。 图中描述以下端口状态,确保在创建逻辑生成树时不会形成环路:

注意,使用 show spanning-tree summary 命令可以显示各种状态(阻塞、侦听、学习或转发)下的端口数量。

对于交换网络中的每个 VLAN,PVST+ 执行以下四个步骤来提供无环的逻辑网络拓扑:

1. 选举一个根网桥 - 只有一台交换机可以用作根网桥(用于给定 VLAN)。 根网桥是具有最低网桥 ID 的交换机。 在根网桥上,所有端口都是指定端口(尤其是无根端口)。

2. 在每个非根网桥上选择根端口 - STP 在每个非根网桥建立一个根端口。 根端口是从非根网桥到根网桥开销最低的路径,指示到根网桥的最佳路径的方向。 根端口通常处于转发状态。

3. 在每个网段上选择指定端口 - STP 在每条链路上建立一个指定端口。 指定端口在到根网桥开销最低的交换机上选择。 指定端口通常处于转发状态,为该网段转发流量。

4. 交换网络的其余端口是替代端口 - 替代端口通常处于阻塞状态,在逻辑上断开环路拓扑。 当端口处于阻塞状态时,它不会转发流量,但是仍然可以处理收到的 BPDU 消息。