К проблемам, которые могут возникать в связи с избыточной сетью 2 уровня, можно отнести широковещательные штормы, нестабильность базы данных MAC-адресов и дублирование кадров одноадресной рассылки. Протокол STP является протоколом 2 уровня, который обеспечивает наличие единственного логического пути между всеми адресами назначения в сети за счёт намеренного блокирования избыточных путей, которые могут вызвать образование петли.
Протокол STP отправляет кадры BPDU для обмена данными между коммутаторами. Для каждого экземпляра протокола spanning-tree в качестве корневого моста выбирается один коммутатор. Администратор может контролировать такой выбор путем изменения приоритета моста. Чтобы настроить распределение нагрузки протокола spanning-tree по сети VLAN или по группе сетей VLAN в зависимости от используемого протокола STP, можно настроить корневые мосты. Затем STP назначает роль порта каждому участвующему порту, используя значение стоимости пути. Стоимость пути равна сумме всех значений стоимости порта по пути к корневому мосту. Стоимость порта автоматически назначается каждому порту. Тем не менее, это значение можно также настроить вручную. Пути с наименьшей стоимостью становятся предпочтительными, а все остальные избыточные пути блокируются.
PVST+ представляет собой конфигурацию IEEE 802.1D по умолчанию на коммутаторах Cisco. Этот протокол запускает один экземпляр STP для каждой сети VLAN. На коммутаторах Cisco для каждой отдельной сети VLAN можно реализовать новую версию протокола STP с более быстрой сходимостью (RSTP) в виде протокола Rapid PVST+. Протокол MST (Multiple Spanning Tree) является реализацией протокола MSTP корпорации Cisco, где один экземпляр протокола spanning-tree используется для определённой группы сетей VLAN. Такие функции, как PortFast и BPDU guard, гарантируют, что узлы в коммутируемой среде будут иметь немедленный доступ к сети без нарушения работы протокола spanning-tree.
Такие протоколы обеспечения избыточности на первом хопе, как HSRP, VRRP и GLBP, предоставляют альтернативные шлюзы по умолчанию для узлов в среде, где используется резервный маршрутизатор или среда с многоуровневой коммутацией. Несколько маршрутизаторов совместно используют виртуальный IP-адрес и MAC-адрес, который выступает в роли шлюза по умолчанию на клиенте. Это гарантирует, что узлы будут поддерживать подключение в случае сбоя одного из устройств, выступающих в роли шлюза по умолчанию для сети VLAN или группы сетей VLAN. При использовании HSRP или VRRP один маршрутизатор является активным или пересылающим маршрутизатором для конкретной группы, а остальные находятся в режиме ожидания. Помимо автоматического переключения между шлюзами в случае сбоя, GLBP позволяет также одновременно использовать несколько шлюзов.