為何需要生成樹？

冗余鏈路帶來環路 → 廣播風暴、多幀複製、MAC 表震盪。STP (IEEE 802.1D) 透過演算法將環路修剪為無環樹狀結構，確保任兩點間僅有一條作用路徑。

三代演進

協議	標準	收斂速度	特點
STP	802.1D	慢 (30-50秒)	單一實例，所有 VLAN 共用一棵樹
RSTP	802.1w	快 (秒級)	邊緣埠、點對點鏈路快速轉發，向下相容 STP
MSTP	802.1s	快	多實例，可將 VLAN 映射至不同實例，負載均衡，相容 STP/RSTP

STP 核心運作機制

1. 選根橋：Bridge ID (Priority + MAC) 最小者勝出，預設 Priority 32768
2. 根埠 (Root Port)：非根橋通往根橋成本最低的埠
3. 指定埠 (Designated Port)：每網段轉發流量向根橋的埠
4. 非指定埠 (Alternate/Backup)：進入 Blocking 狀態，阻斷環路

BPDU (Bridge Protocol Data Unit) 每 2 秒由根橋發送，攜帶 Root ID、Root Path Cost、Bridge ID、Port ID 等資訊，供各橋交換計算。

埠狀態機

STP：Blocking → Listening → Learning → Forwarding (含計時器)
RSTP：Discarding → Learning → Forwarding (同步機制、Proposal/Agreement，無計時器等待)

配置最佳實務

• 核心交換機設 Priority 0/4096 鎖定根橋，次核心 8192 為備援
• 存取層埠啟用 PortFast + BPDU Guard (邊緣埠直入 Forwarding、收 BPDU 即 Err-disable)
• 點對點鏈路啟用 Link Type Point-to-Point (RSTP 快速收斂前提)
• MSTP 規劃 Instance-to-VLAN 映射，實現 VLAN 負載分擔
• 監控 TC (Topology Change) 頻率，頻繁 TC 表示網路不穩