I dispositivi di rete che fungono da dispositivi di bridging del livello due del modello di interconnessione di sistemi aperti (OSI), inclusi gli switch, sono spesso collegati tra loro in modo ridondante per aiutare a prevenire guasti di rete. Lo spanning tree protocol (STP) è un insieme di regole, metodi e funzioni di comunicazione che vengono implementate nel software bridge e che impediscono ai frame del livello di collegamento dati di loop all’interno di una topologia bridge ridondante. Il protocollo spanning tree è un protocollo a livello di collegamento dati che stabilisce un percorso unico ea basso costo per il trasferimento dei dati da qualsiasi endpoint di rete collegato a un altro.
I bridge che utilizzano il protocollo spanning tree inviano messaggi speciali chiamati unità dati del protocollo bridge (BPDU) l’uno all’altro al fine di condividere informazioni e informarsi reciprocamente sui cambiamenti di rete. La maggior parte dei bridge partecipa al processo di spanning tree, ma gli amministratori di rete potrebbero designare alcuni bridge come dispositivi solo pass-through. Tutti i dispositivi di bridging che utilizzano attivamente il protocollo spanning tree scambiano BPDU al fine di stabilire e mantenere una topologia di minimo spanning tree priva di loop.
STP avvia il ricalcolo di una nuova topologia spanning tree ogni volta che i bridge vengono aggiunti o rimossi dalla rete, quando i percorsi all’interno della rete falliscono, quando il rilevamento del collegamento unidirezionale (UDLD) rileva una fibra rotta o quando si verificano altri cambiamenti topologici che interrompono il flusso stabilito di dati. I bridge che utilizzano attivamente il protocollo spanning tree iniziano la riconfigurazione topologica concordando e designando prima uno dei dispositivi di bridging come nodo radice per il nuovo spanning tree. Quindi collaborano inviando reciprocamente BPDU che contengono informazioni correnti e costi di percorso per calcolare un nuovo albero ricoprente che abbia il costo più basso per la topologia. Non appena i bridge concordano una nuova topologia, le porte bridge collegate a segmenti ridondanti che non fanno parte del nuovo spanning tree e non fanno parte di un etherchannel designato vengono temporaneamente bloccate per impedire l’inoltro del traffico dati. Il blocco di questi percorsi ridondanti inutilizzati crea una topologia priva di loop.
Il protocollo spanning tree è stato inizialmente sviluppato e implementato dalla Digital Equipment Corporation (DEC). Poco dopo è stato incorporato nello standard 802.1D dell’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). La proposta IEEE 802.1w ha introdotto una versione più recente e più veloce del protocollo spanning tree denominato protocollo rapido spanning tree (RSTP). RSTP ha sostituito STP come protocollo standard per il bridging senza loop ed è stato designato come protocollo di scelta nello standard IEEE 802.1D-2004 rivisto. STP è stato ulteriormente perfezionato con il rilascio del protocollo MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol) come dettagliato in IEEE 802.1Q-2005, che consente a istanze separate di STP di coesistere in più configurazioni di rete locale virtuale (VLAN).