邻居关系的建立
在接口激活运行OSPF路由器会以组播（组播地址为224.0.0.5）的形式发送Hello包来发现和维护邻居关系。
那么邻居关系是如何建立的呢？下面以一个点对点链路为例来讲解。（如下图）
R1的接口激活OSPF后开始发送组播的Hello报文（目的IP地址为224.0.0.5），在该报文的OSPF头部信息中，填写着R1的Router-ID以及该接口的区域ID。另外，该Hello报文中，填写着该接口的网络掩码、Hello间隔、路由失效间隔，以及R1在该接口上所发现的邻居，由于此时R1并未在该接口上发现任何邻居，因此“邻居”字段为空。
(Hello报文格式)
R2收到这个Hello报文后，首先会对这个Hello报文进行检查。由于双方使用以太网接口互联，在这种接口类型上，OSPF首先会检查双发的掩码是否一致，如不一致，则忽略该报文。此外R2还会检查接口的Hello间隔、路由失效间隔与收到的报文中的对应字段上是否一致，如不一致则忽略该报文（实际上R2对Hello报文的检查项并不局限于上述内容）。当Hello报文检查通过之后，R2将自己邻居表中的R1状态置为Init。
接下来，R2在自己发送的Hello报文的“邻居”字段中写入R1的Router-ID。而当R1收到R2发送过来的Hello报文并且在“邻居”字段中发现自己的Router-ID时，它意识到邻居R2已经发现自己了，并且认可了自己所发送的Hello报文中的相关参数，于是它将R2添加到自己的邻居表并把让R2的状态设置成2-way。
随后R1在自己发送的Hello报文的“邻居”字段加入R2的Router-ID，R2收到该报文后，在其邻居表中将R1的状态切换到2-way。
至此，R1和R2形成了邻居关系。
如果路由器的接口接入了一个多路访问的网络，那么OSPF邻居关系达到2-way之后，将开始进DR和BDR的选举。
DR和BDR的选举
在广播网络和NBMA网络中，任意两台路由器之间都要传递路由信息。如果网络中有n台路由器，则需要建立n(n-1)/2个邻居关系。这使得如果有任何一台路由器的路由发生变化都会导致多次传递，浪费带宽资源。为解决这一个问题，OSPF定义了DR（Designated Router，指定路由器），所有路由器都只将信息发送给DR，由DR将网络链路状态发送出去，如下图所示。
如果DR由于某种故障而失效，则网络中的路由器必须重新选举DR，再与新的DR同步。这需要较长的时间，在这段时间内，路由计算是不正确的。为了能够缩短这个时间，OSPF提出了BDR（Backup Designated Router,备份指定路由器）的概念。
在多路访问的网络环境中（如广播网络，像普通的以太网）需要选举出一台DR和一台BDR，以下是DR/BDR的选举规则。
- OSPF priority最高者为DR。（默认所有路由器优先级为1，可以通过 ip ospf priority 接口命令修改）
- 如果优先级相同，则Router-ID最高的路由器为DR。（Router-ID为最大的接口IP地址，如果配置了loopback地址，则使用loopback地址作为Router-ID；如果配置了多个loopback，则以最高的loopback地址作为Router-ID;也可以通过router-id <address> 命令强制某个IP地址作为Rouer-ID）
PS:
1.其中BDR的选择，是优先级仅次于DR的路由器。
2.如果路由器的优先级设置为“0”，则该路由器不参与DR/BDR的选举，为DRother。
3.OSPF的DR(指定路由器）指的是路由器的一个活动接口，并非整台路由器。（DR和BDR只是一个接口概念）
4.DR不能抢占(若在一个OSPF多路访问网络中已经存在一台DR和BDR,如果DR down掉或重启,则BDR自动升级为DR,同时在该网络中重新选举一台BDR.当原DR重启后，虽然检测到目前运行的BDR的Router-ID比自己的低，但也只能作为BDR或DRother运行（如果已经选举了另一台BDR），这样在一定程度上确保了链路状态的稳定性)．
DD报文的交互
在ExStart（交换初始）状态下,路由器发送空的DD报文以便协商Master/Slave, Router-ID最大的路由器会成为Master路由器,DD序列号就是由Master路由器决定的.用于Master/Slaver协商的报文是空的、不携带任何LSA头部的DD报文，在这些报文中，I比特位被置为1。
开始时两者都认为自己是Master，因此各自都在DD报文中将MS比特位被设置为1。R1在自己发送的DD报文中写入自己设定的DD序列号——200，并且将MS比特位设置为1以向对端宣告自己的身份是Master。R2收到这个DD报文显然是不同意的，因为它 的Router-ID比R1更大，因此在它发送的DD报文中，MS比特位也被设置为1，DD序列号则被设置为它自己使用的序列号——300。
在Exchange(交换)状态下，路由器向邻居发送描述自己LSDB的DD报文，DD报文中包含LSA头部信息（而不是完整的LSA数据），DD报文逐个发送，每个报文中都包含着DD序列号，DD序列号是由Master路由器决定的。这个序列号在DD报文交互的过程中被递增，以确保DD报文交互过程的有序性和可靠性。
R1收到DD报文后接受了自己并非Master路由器的事实（因为自己的Router-ID确实要更小），然后将R2的状态切换到Exchange并发送带有LSA头部信息的DD报文，这个DD报文的序列号为300（也就是R2发送过来的序列号），M比特位置为1表示后续还有更多的DD报文，而MS比特位置为0（表示自己不是Master路由器）。
接着R2收到了R1发送过来的DD报文，于是将R1的状态切换为Exchange，随后自己也开始发送携带LSA头部的DD报文，此时DD报文的序列号为301（在上一个序列号300的基础上加1），M及MS比特位均设置为1。由于双方的LSDB中都包含较多的LSA，因此需要交互多个DD报文，而在该过程中，Master路由器R2将DD报文序列号逐次加1，Slave路由器R1则使用前者的DD序列号来发送自己的DD报文，如此这般的有序进行。
如下图所示，经过数次DD报文交互，R2发送的DD报文达到308，它继续在DD报文中发送自己剩余的LSA头部，R1收到该DD报文后，使用该DD报文发送了自己最后一个DD报文，在该报文中，它将M比特位置为0。
R2收到该DD报文后，继续发送自己的DD报文，描述剩余的LSA头部信，而恰好这也是它最后一个DD报文，它在该报文中将M比特位设置为0。
该报文到达R1后，虽然R1此时已经完全描述完了自己的LSDB，但是R1依然需要确认R2发送的最后一个DD 报文，于是它向R2发送了一个空的DD报文，该报文的序列号是309。
请求交互LSA
R1及R2收到对方发送的最后一个DD报文后，便彻底了解了对方的LSDB中所包含的LSA头部，此时它们需要从对方获取感兴趣的LSA的完整数据，因此R1将R2的另据状态切换为Loading，R2同理。
接下来便是数据库同步的过程。在Loading状态下，路由器向邻居发送LSR以便请求LSA的完整数据。对方使用LSU报文进行回复，因此只有LSU报文中才有LSA的完整信息。在收到LSU报文后，路由器需要发送LSAck对其中的LSA进行确认。
R1向R2发送LSR报文，用于请求感兴趣的LSA，而R2则使用包含LSA完整数据的LSU报文进行回应。
同理，R2也向R1发送用于请求LSA的LSR报文，而R1也使用LSU报文进行回应。
双方可能会交互多个LSR及LSU报文，直到LSDB实现同步。
形成邻接关系
R1和R2收到对方的LSU报文后，将报文中所包含的LSA加载到自己的LSDB中，并使用LSAck确认这些LSA。当R1或R2发现自己没有其他的LSA需要从邻居获取后，便将另据状态切换为Full。
至此，形成邻接关系。
LSA交换完成之后，路由器获得完整的LSDB，运用SPF算法计算出最优路由加入OSPF协议中的路由表中。