spanningtreeprotocol
前言
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Spanning Tree Protocol (STP) 是一款 Layer 2 的 Protocol，一般在 Switch 上執行，主要目的是防止 Switch 在接駁時產生 Switching Loop。STP 是在學習網絡知識中一個重要的課題，必需深入了解其運作原理和操作流程。
Broadcast Storm
為什麼需要 STP 呢？請看看以下例子：
假設 C1 要傳送資料給 C2，但 C1 的 ARP Table 裡沒有 C2 的 MAC Address，因此 C1 送出一個 Broadcast ARP Request 想找 C2 的 MAC Address。這個 Broadcast 送到 SW1，由於 SW1 在 Fa0/3 收到 Broadcast，所以它會把 Broadcast 經由 Fa0/1 和 Fa0/2 送出去。同樣地，SW2 在 Fa0/1 收到後會在 Fa0/2 送出去，而 SW3 在 Fa0/2 收到後，就在 Fa0/1 和 Fa0/3 送出去，於是 SW2 和 SW1 又收到來自 SW3 的 Broadcast，然後它們也照樣在另一個出口送出，於是 Broadcast 不會停止地重覆輸送，這就稱為 Broadcast Storm，會造成 Switching Loop 的問題。
解決 Broadcast Storm 的方法是把網絡中其中一條連線斷開，阻止 Broadcast 在網絡上遊花園。問題是究竟斷開那一條連線好呢？各個 Switch 應該要有一致的共識，所以就有了 STP 這個機制，讓所有 Switch 溝通一下那些 port 要傳送資料，那些 port 應該休息不要傳送資料。
PVST+
PVST+ (Per VLAN Spanning Tree Plus) 是 Cisco Switch 預設的 STP 設定，透過 PVST+，Switch 可以建立一個 Loop-free (沒有 Loop) 的 topology。各 Switch 會按程序完成以下步驟：
在整個網絡裡選舉一隻 Root Switch
除了 Root Switch 外的其他各 Switch 都選擇一個 Root Port
所有網段選擇一個 Designated Port
把沒成為 Root Port 或 Designated Port 的 Port 成為 Non-Desiganted Port，這些 Port 會被 Blocking 去防止 Loop
Step 1: 選舉 Root Switch
PVST+ 會選 Switch Priority (或稱 Bridge Priority) 最小的 Switch 來成為 Root Switch，所以第一步要學習的是如何找出和計算 Switch 的 Priority。PVST+ 計算 Switch Priority 的公式是 Priority 值 + VLAN Number，Priority 值是可以設定的，預設值是 32768。每一個 VLAN 裡面的 Priority 可以各不相同，這就是所謂 Per VLAN STP 的精神，每一個 VLAN 都擁有屬於自己的 STP Topology。請看以下例子。
在 SW1 輸入 show spanning-tree 指令，請暫時跳過 Root ID 部份，先看 Bridge ID。Bridge ID 是本機的 Bridge 資料，可見本機的 Switch Priority 是 32769 (預設值 32768 + VLAN 1)。
SW1#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0012.43bb.4340
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
如果這隻 Switch 有 VLAN20 又會怎樣呢？建立 VLAN20 來試試看，VLAN20 的 Switch Priority = 32768 + 20 = 32788。所以，同一隻 Switch 裡面，不同 VLAN 的 Priority 是不相同的。
SW1(config)#vlan 20
SW1(config-vlan)#end
SW1#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0012.43bb.4340
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
VLAN0020
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32788
Address 0014.f21e.4980
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay
Bridge ID Priority 32788 (priority 32768 sys-id-ext 20)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
知道怎樣找 Switch Priority 了，如果想改 Priority 要怎樣做？一個簡單指令便 OK！用 spanning-tree vlan
SW1(config)#spanning-tree vlan 1 priority ?
<0-61440> bridge priority in increments of 4096
SW1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 36864
SW1(config)#spanning-tree vlan 20 priority 8192
SW1(config)#end
SW1#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0012.43bb.4340
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 36865 (priority 36864 sys-id-ext 1)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
VLAN0020
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 8212
Address 0014.f21e.4980
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 8212 (priority 8192 sys-id-ext 20)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
看懂了 Switch Priority，現在正式開始談談 Root Switch 選舉，原來 Switch Priority 最小的 Switch 會成為 Root Switch，如果 Priority 相同就選 MAC Address 最小的。現在到這 3 隻 Switch 中看看 VLAN1 的 Priority 的情況。SW2 和 SW 3 的 Priority 都比較小，而 SW2 的 MAC Address 比 SW3 小，所以 SW2 成為 Root Switch。而且，在 SW2 見到一句很有霸氣的訊息：This bridge is the root，明確表示 SW2 就是 Root Switch！
SW1#show spanning-tree vlan 1
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0012.43bb.4340
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 36865 (priority 36864 sys-id-ext 1)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
SW2#show spanning-tree vlan 1
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0012.43bb.4340
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0012.43bb.4340
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
SW3#show spanning-tree vlan 1
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0012.43bb.4340
Cost 19
Port 2 (FastEthernet0/2)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0014.6999.0100
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
如果我們想 SW1 成為 Root Switch 呢？有兩個方法，第一個方法是用 spanning-tree vlan
SW1(config)#spanning-tree vlan 1 root primary
SW1(config)#end
SW1#show spanning-tree vlan 1
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 24577
Address 0014.f21e.4980
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 24577 (priority 24576 sys-id-ext 1)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 15
<--Output Omitted-->
所以，現在我們在 VLAN1 選擇了 SW1 為 Root Switch。
Step 2: 選擇 Root Port
然後，除了 Root Switch 外，每隻 Switch 都會選擇一個 Root Port，Root Port 是最「接近」Root Switch 的 Port，怎樣計算最接近呢？Switch 會按 Interface 的 Bandwidth 來計算 Cost，不應該說計算，其實是死背的，請看下表：
| Bandwidth (Mbps) | 4 | 10 | 16 | 45 | 100 | 155 | 1000 | 10000 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cost | 250 | 100 | 62 | 39 | 19 | 14 | 4 | 2 |
SW1
由於 SW1 自己本身是 Root Switch，因此不用選擇 Root Port。
SW2
SW2 用 Fa0/1 要經過 1 條 100Mb Link (Cost: 19)，而用 Fa0/2 要經過 2 條 100Mb Link (Cost = 19+19=38)，因此 SW2 選用 Fa0/1 為 Root Port。
SW3
同樣道理，SW3 用 Fa0/1 要經過 1 條 100Mb Link (Cost: 19)，而用 Fa0/2 要經過 2 條 100Mb Link (Cost = 19+19=38)，因此 SW3 選用 Fa0/1 為 Root Port。用 show spanning-tree 可以看到那個 Port 被定性為 Root Port。
SW2#show spanning-tree | begin Interface
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p
Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2p
SW3#show spanning-tree | begin Interface
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p
Fa0/2 Altn BLK 19 128.2 P2p
如果想強迫 SW2 的 Fa0/2 成為 Root Port 可以嗎？我們可以用 Interface 指令 spanning-tree vlan
SW2(config)#int fastEthernet 0/1
SW2(config-if)#spanning-tree vlan 1 cost 40
SW2(config-if)#end
SW2#show spanning-tree | begin Interface
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1 Altn BLK 40 128.1 P2p
Fa0/2 Root FWD 19 128.2 P2p
現在我們把更改 Cost 的指令移除，於是 Root Port 位置就如下圖。
Step 3: 選擇 Designated Port 與 Non-Designated Port
每一段網段只容許一個 Port 成為 Designated Port，網段裡面最接近 Root Switch (Cost 最少) 的 Port 成為 Designated Port。如果網段裡只有兩個 Port，在別無選擇下，與 Root Port 相對的 Port 必然成為 Designated Port，因此 SW1 的 Fa0/1 與 Fa0/2 成為 Designated Port。問題在於 SW2 與 SW3 的連線，那一個 Port 成為 Designated Port 呢？在 Designated Port 的選擇與選擇 Root Switch 相似，同樣用 Switch Priority 較小者成為 Designated Port，如果 Switch Priority 相同，則 MAC Address 較小者勝出。SW2 的 Priority 為 32769，SW3 的 Priority 也是 32769，不過 SW2 的 MAC Address 較小，因此 SW2 的 Fa0/2 成為 Designated Port，會傳送訊息 (Forwarding) 而 SW3 的 Fa0/2 則會成為 Non-Designated Port，不傳送也不接收訊息 (Blocking)，這樣就導絕了 Loop。Non-Designated Port 會被顥示為 Altn (Alternate Port) 或 Back (Backup Port)，在傳統的 STP 中並沒分別，總之 State 都是 Blocking 就是了。
SW2#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 24577
Address 0014.f21e.4980
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0012.43bb.4340
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p
Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2p
SW3#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 24577
Address 0014.f21e.4980
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0014.6999.0100
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p
Fa0/2 Altn BLK 19 128.2 P2p
STP 的選舉準則
透過上面的例子，我們知道要完成整個 STP 流程，中間經過幾個選舉，分別是選 Root Switch、選 Root Port 和選 Designated Port。這幾個選舉的決擇其實都源自是同一套準則如下：
準則 1：比 Bridge ID，小的勝出 (只有選 Root Switch 時使用)
所謂 Bridge ID 就是一串 16 Bits 的 Priority 和 48 Bits MAC Address 組成的值，由於 Priority 在前，MAC Address 在後，基本上 Priority 已可定勝負，除非 Priority 相同，則要看 MAC Address。在一隻 Switch 之中，Priority 可人工調校，而 MAC Address 則不可改變。
準則 2：比 Root Cost ，小的勝出
在選擇 Root Port 和 Designated Port 時，就要比 Root Cost。Root Cost 就是要到達 Root Switch 所需要的 Cost 總和，可以人工調校。
準則 3：比對方的 Bridge ID，小的勝出
如 Root Cost 相同的話，就要比對方的 Bridge ID。
準則 4：比對方的 Port ID，小的勝出
最後，會用 Port ID 來比較。Port ID 是一串 4 Bits 的 Priority 和 12 Bits Interface Number 所組成的值。由於 Priority 在前，一般用 Priority 已可定勝負，如果 Priority 相同，則要看 Interface Number，由於一隻 Switch 上的 Interface Number 必然不同，所以準則 4 必可分出勝負。
現在我們用一個簡單的網絡，重新審視一下這 4 個準則。
Step 1: 選舉 Root Switch
準則 1：比 Bridge ID，小的勝出
準則 2：比 Root Cost，小的勝出
準則 3：比對方的 Bridge ID，小的勝出
準則 4：比對方的 Port ID，小的勝出
先看看兩隻 Switch 的 Priority 與 MAC Address：
SW1#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0012.43bb.4340
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 15
SW2#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0012.43bb.4340
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0012.43bb.4340
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 15
由於 Bridge ID 的 Priority 部份相同，因此比較 MAC Address，SW2 MAC Address 較小，因而勝出成為 Root Bridge。因為 MAC Address 不會相同，必能分勝負，因此 Root Switch 的選擇透過準則 1 必可成功選出，不必到準則 2-4。
Step 2: 選擇 Root Port
準則 1：比 Bridge ID，小的勝出 (不用準則 1)
準則 2：比 Root Cost，小的勝出
準則 3：比對方的 Bridge ID，小的勝出
準則 4：比對方的 Port ID，小的勝出
準則 1：比 Bridge ID，小的勝出
準則 2：比 Root Cost，小的勝出
準則 3：比對方的 Bridge ID，小的勝出
準則 4：比對方的 Port ID，小的勝出
在預設的情況之下，SW1 的 Fa0/1 與 Fa0/2 Bandwidth 相同，因此 Cost 相同，無法用準則 2 分勝負。(當然，我們可以選擇更改 Interface 的 Bandwdith，或使用 spanning-tree vlan
準則 1：比 Bridge ID，小的勝出
準則 2：比 Root Cost，小的勝出
準則 3：比對方的 Bridge ID，小的勝出
準則 4：比對方的 Port ID，小的勝出
由於 SW1 的 Fa0/1 與 Fa0/2 都接上同一隻 Switch，因此「對方的 Bridge ID」必然相同，所以準則 3 仍無法分勝負。
準則 1：比 Bridge ID，小的勝出
準則 2：比 Root Cost，小的勝出
準則 3：比對方的 Bridge ID，小的勝出
準則 4：比對方的 Port ID，小的勝出
從 SW2 可以查看 Fa0/5 和 Fa0/6 的 Port ID 分別是 128.5 和 128.6，由於 128.5 比較小，與其連接著的 SW1 的 Fa0/1 便成為 Root Port 了。由於 Interface Number 不能更改，因此準則 4 必能分勝負。
SW2#show spanning-tree | begin Interface
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/5 Desg FWD 19 128.5 P2p
Fa0/6 Desg FWD 19 128.6 P2p
SW1#show spanning-tree | begin Interface
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p
Fa0/2 Altn BLK 19 128.2 P2p
如果想改變 Port Priority，可用 spanning-tree port-priority
SW2(config)#interface fastEthernet 0/6
SW2(config-if)#spanning-tree port-priority 64
SW2#show spanning-tree | begin Interface
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/5 Desg FWD 19 128.5 P2p
Fa0/6 Desg FWD 19 64.6 P2p
於是 SW1 的 Fa0/2 成為 Root Port，因為準則 4，對方的 Port ID 比較小。
SW1#show spanning-tree | begin Interface
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1 Altn BLK 19 128.1 P2p
Fa0/2 Root FWD 19 128.2 P2p
Step 3: 選擇 Designated Port 與 Blocked Port
與 Root Port 相對的 Port 必然成為 Designated Port，因此 SW2 的 Fa0/6 順理成章變成 Designated Port。問題在於 SW1 的 Fa0/1 與 SW2 的 Fa0/5 誰勝誰負？
準則 1：比 Bridge ID，小的勝出 (不用準則 1)
準則 2：比 Root Cost，小的勝出
準則 3：比對方的 Bridge ID，小的勝出
準則 4：比對方的 Port ID，小的勝出
準則 1：比 Bridge ID，小的勝出
準則 2：比 Root Cost，小的勝出
準則 3：比對方的 Bridge ID，小的勝出
準則 4：比對方的 Port ID，小的勝出
SW2 的 Root Cost 當然 比 SW1 小，所以 SW2 的 Fa0/5 勝出成為 Designated Port，而 SW1 的 Fa0/1 會成為 Non-Designated Port (Blocking)。(也有教學說 Root Switch 的 Port 必然是 Designated Port，記憶方法不同，道理相同。)
BPDU
Bridge Protocol Data Unit (BPDU) 是 Switch 間用來傳送 STP 資訊的 Frame，BPDU 裡的資訊包括：Bridge ID、Cost 和 Port ID 等。一個網絡中應該只有 Root Switch 發放 BPDU，不過當任何一隻 Switch 剛啟動時，它都會認為自己是 Root Switch 而發放 BPDU，直至它收到一個包含 Bridge ID 較小的 BPDU (稱為 Superior BPDU) 時，它才知道自己在 Root Switch 選舉中落敗了而停止發放 BPDU。
BPDU 預設每 2 秒發放一次，稱為 BPDU Hello Time，而 Switch 接收到的 BPDU 只會被儲存 20 秒 (Max-age)，即是說如果 Switch 過了 20 秒也沒有收到 BPDU，也沒有在其他 Port 收到 BPDU 的話，就會判斷 Root Switch 已經死了，它又會再次認定自己是 Root Switch，再次發放 BPDU 了。STP 還有另一個 Timer 稱為 Forward Delay，是用作調校 Listening 和 Learning 狀態的時間，關於 Listening 和 Learning 狀態會在下一節說明。
如果想知道 Timer 的設定值，可以用 show spanning-tree vlan
SW1#show spanning-tree vlan 1
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 24577
Address 0014.f21e.4980
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 24577 (priority 24576 sys-id-ext 1)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
更改這些 Timer 的指令如下：
SW1(config)#spanning-tree vlan 1 hello-time 4
SW1(config)#spanning-tree vlan 1 max-age 26
SW1(config)#spanning-tree vlan 1 forward-time 20
SW1#show spanning-tree vlan 1
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 24577
Address 0014.f21e.4980
This bridge is the root
Hello Time 4 sec Max Age 26 sec Forward Delay 20 sec
Bridge ID Priority 24577 (priority 24576 sys-id-ext 1)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 4 sec Max Age 26 sec Forward Delay 20 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
我們也可以叫 Switch 自動調整這 3 個 Timer，只要告訴 Root Switch 網絡的 Diameter 是多少，所謂 Diameter 就是網絡由一端去到另一端最遠跳過多少隻 Switch？即由一邊去到另一邊有多遠？Switch 會按這個距離去設定 Timer：
SW1(config)#spanning-tree vlan 1 root primary diameter ?
<2-7> Maximum number of bridges between any two end nodes
SW1(config)#spanning-tree vlan 1 root primary diameter 5
SW1(config)#end
SW1#show spanning-tree vlan 1
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 24577
Address 0014.f21e.4980
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 16 sec Forward Delay 12 sec
Bridge ID Priority 24577 (priority 24576 sys-id-ext 1)
Address 0014.f21e.4980
Hello Time 2 sec Max Age 16 sec Forward Delay 12 sec
Aging Time 300
<--Output Omitted-->
由於更改 STP 的 Timer 有一定風險，如果設定值不理想會導致整個網絡癱瘓，因此不建議更改，就算要更改都請盡量使用 Diameter 指令，這樣可以使用 Cisco 的建議值，Diameter 與 Timer 的對照表如下：
| Diameter | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Hello Time | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Max Age | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
| Forward Delay | 7 | 9 | 10 | 12 | 13 | 15 |
Port State
在 STP 中，一個 Port 由 Down 變成 Up，中間經歷了幾個狀態，了解這些狀態是學習 STP 重要的一環。
Disabled
Port 被 Shutdown 了，在這狀態下該 Port 不會傳送或接收任何 Frame。
Blocking
不會傳送或接收 Data Frame，但仍會接收 BPDU，目的是 Blocking Port 有需要知道現時 Spanning Tree 的狀態，當有需要時可以跳到 Listening。為了防止 Loop 發生，一隻 Switch 啟動時，所有 Port 都會先進入 Blocking。
Listening
當 Switch 知道某個 Port 需要啟動時，就會把 Port 由 Blocking 轉到 Listening，在這個狀態下，Port 會傳送及接收 BPDU，但仍不會傳送 Data Frame，它會參與 Root Switch 選舉、Root Port 選舉和 Designated Port 選舉。這個狀態會維持一個 Forward Delay 的時間 (預設 15 秒)。
Learning
如果一個 Port 在選舉時成功成為 Root Port 或 Designated Port，它便會進入 Learning，Port 會收發 BPDU，而且會開始留意傳過來的 Data Frame，把 MAC Address 記錄到 MAC Address Table，但仍然不會傳送 Data Frame，這樣做的目的是希望這個 port 在開始工作之前，先盡量記錄 MAC Address，免得稍後時間需要把 Frame Flood 到所有 Port 而製造不必要的 Traffic。這個狀態會維持一個 Forward Delay 的時間 (預設 15 秒)。
Forwarding
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