虽然每一个版本都有自己的特性，但是基本行为是类似的。生成树通过阻塞有效地转发配置端口创建了一个逻辑拓扑树，它是一个有效的距离矢量协议。没有哪一个网桥对网络有一个全局视图。

网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit，BPDU）是网桥交换控制帧。BPDU类型包括BPDU配置和BPDU拓扑改变通知。图7.5中显示了一个BPDU的配置结构。

生成树依赖于持续接收BDPU的原理。生成树的目标是校正拓扑。如果网络和链路仍旧处于运行状态，但是BPDU丢失，那么当一个阻塞端口状态变为转发状态时，可能会产生一个环。

选择一个网桥作为根网桥。网桥ID定义了哪一个网桥是根网桥。网桥ID包含了一个网桥优先级子域和一个网桥MAC地址。最低优先级的网桥是根网桥。优先级域是一个可配置的16bit域（默认值是32768）。如果网桥的优先级域相同，拥有最小MAC地址的网桥是根网桥。

由于所有的业务都经过根网桥进而存在于广播域中（VLAN），所以选择根网桥尤为重要。对每一个域，必须要有一个单一的根网桥（在MSTP中，可以对不同的实例配置不同的根网桥。每一个实例包含不同的VLAN选项）。

每一个非根网桥都会选择最低成本路径到根网桥。根据从其他网桥接收到的信息，计算出最低成本路径。在获取最低成本之前，每一个网桥沿途都会添加自己的成本到根网桥。拥有到根网桥最低成本的端口成为激活端口（根端口）。任何其他到该端口的端口状态都是阻塞状态。在每一个LAN分段中，有一个单一的指派端口是处于转发状态。

成本是基于链路容量的。图7.6展示了默认的成本值。

RSTP定义了新的端口角色：替代和备份端口。根端口和指派端口是转发态，其他端口（替代、备份和非使能端口）是不使用态。

IEEE802.1d-1998使用了阻塞、监听、学习、转发和非使能这些端口状态。在RSTP中，非使能、阻塞和监听这些端口状态被映射到不使用状态，因此，RSTP有3种状态：不使用、学习和转发^[8]。图7.7展示了一个拓扑例子。

状态之间的转换由定时器、最大存在时间和转发延时控制。

图7.5 BPDU^[8]配置

(www.daowen.com)

图7.6 基于带宽的链路成本^[8]

图7.7 STP拓扑实例

监听状态中，网桥监听来自其他网桥的BPDU消息。监听状态下，生成树已经选择了一个端口作为激活端口（要么是指派端口，要么是根端口），但是该端口临时处于不使用态。

学习状态下，网桥开始工作于它之前监听的源MAC地址表。当网桥开始转发数据时，这种方式可以减少溢出量。

使用假定的定时器默认值，过渡态将花费如下时间：最大老化时间+2×转发延时或者20s+2×15s=50s。具体如图7.8所示。

图7.8 状态转化^[8]

对网桥端口连接到主机的RSTP来说，可以省略监听和学习状态。这使网桥端口转换到转发状态变得更快。类似地，在BPDU中支持建议标识和同意标识，操作将变得更快。

对RSTP来说，也使用阻塞端口发送用于保活目地的BPDU帧。连续错过3个默认值是2s的BPDUHello帧，将产生一个6s的检测时间。把连续错过BPDU看作链路或者网桥故障，替代最大20s时长，将大大减少故障检测时间。依赖于这种场景，能完成进一步的优化。

使用MSTP，可以完成基于负载共享功能的VLAN。业务被分拆进入不同的VLAN并且把VLAN配置成不同的MSTP实例。每一个实例有不同的根网桥，进而有不同的拓扑。在任何单一VLAN中，所有的业务遵从同样的路径。