Bedeutung im Netzwerkbereich:
Der Spanning Tree-Algorithmus dient zur Vermeidung redundanter Netzwerkpfade (Schleifen) im LAN, speziell in geswitchten Umgebungen. Er wurde von Radia Perlman entwickelt und ist in der IEEE-Norm 802.1d standardisiert.
Netzwerke sollten zu jedem möglichen Ziel immer nur einen Pfad haben, um zu vermeiden, dass Datenpakete (Frames) dupliziert werden und mehrfach am Ziel eintreffen, was zu Fehlfunktionen in darüber liegenden Netzwerkschichten führen könnte und die Leistung des Netzwerks vermindern kann. Andererseits möchte man mitunter redundante Netzwerkpfade als Backup für den Fehlerfall zur Verfügung haben. Der Spanning Tree-Algorithmus wird beiden Bedürfnissen gerecht.
Zunächst wird unter den Spanning Tree-fähigen Bridgess im Netzwerk eine sog. Root Bridge gewählt, die die Wurzel des aufzuspannenden Baumes wird und "Chef" des Netzwerks ist. Dies geschieht, indem alle Bridges ihre Bridge-ID (die jede Bridge besitzt) an eine bestimmte Multicast-Gruppe mitteilen. Die Bridge mit der niedrigsten ID wird zur Root Bridge. Von der Root Bridge aus werden nun Pfade festgelegt, über die die anderen Bridges im Netzwerk erreichbar sind. Sollten redundante Pfade vorhanden sein, so müssen die dortigen Bridges den entsprechenden Port deaktivieren. Die Pfade, über die kommuniziert werden darf, werden anhand von "Pfadkosten" bestimmt, die die dortige Bridge übermittelt. Die Kosten sind abhängig vom Abstand zur Root Bridge und dem zur Verfügung stehenden Uplink zum Ziel. Ein 10 Mbit/s-Uplink hat beispielsweise höhere Pfadkosten als ein 100 Mbit/s-Uplink zum gleichen Ziel und würde dabei unter den Tisch fallen. Auf diese Weise ist jedes Teilnetz im geswitchten LAN nur noch über eine einzige, die Designated Bridge erreichbar. Wenn man es grafisch darstellt, ergibt sich ein Baum aus Netzwerkpfaden, der dem Algorithmus seinen Namen gab.
Die Root Bridge teilt den in der Hierarchie eine Stufe unterhalb liegenden Designated Bridges im Abstand von 2 Sekunden mit, dass sie noch da ist, woraufhin die empfangende Designated Bridge ebenfalls an nachfolgende Bridges die entsprechende Information senden darf. Wenn diese "Hello-Pakete" ausbleiben, hat sich folglich an der Topologie des Netzwerks etwas geändert, und das Netzwerk muss sich reorganisieren. Diese Neuberechnung des Baumes dauert im schlimmsten Fall bis zu 30 Sekunden. Während dieser Zeit dürfen die Spanning Tree-fähigen Bridges außer Spanning Tree-Informationen keine Pakete im Netzwerk weiterleiten. Dies ist einer der größten Kritikpunkte am Spanning Tree-Algorithmus, da es möglich ist, mit gefälschten Spanning Tree-Paketen eine Topologieänderung zu signalisieren und das gesamte Netzwerk für bis zu 30 Sekunden lahmzulegen. Um diesen potenziellen Sicherheitsmangel zu beheben, aber auch, um bei echten Topologieänderungen das Netzwerk schnell wieder in einen benutzbarem Zustand zu bringen, wurden schon früh von verschiedenen Herstellern Verbesserungen am Spanning Tree-Algorithmus und dem dazugehörigen Protokoll erdacht. Eine davon, das Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) ist inzwischen zum offiziellen IEEE-Standard 802.1w geworden. Die Idee hinter RSTP ist, dass bei signalisierten Topologieänderungen nicht sofort die Netzwerkstruktur gelöscht wird, sondern erst einmal wie gehabt weiter gearbeitet wird und Alternativrouten berechnet werden. Erst anschließend wird ein neuer Baum zusammengestellt. Die Ausfallzeit des Netzwerks lässt sich so von 30 Sekunden auf unter 1 Sekunde drücken. In der 2003 zu verabschiedenden Revision des 1998 letztmalig überarbeiteten 802.1d-Standards soll das alte STP zugunsten von RSTP komplett entfallen.
