鄰居關系的建立
在接口激活運行OSPF路由器會以組播（組播地址為224.0.0.5）的形式發送Hello包來發現和維護鄰居關系。
那么鄰居關系是如何建立的呢？下面以一個點對點鏈路為例來講解。（如下圖）
R1的接口激活OSPF后開始發送組播的Hello報文（目的IP地址為224.0.0.5），在該報文的OSPF頭部信息中，填寫着R1的Router-ID以及該接口的區域ID。另外，該Hello報文中，填寫着該接口的網絡掩碼、Hello間隔、路由失效間隔，以及R1在該接口上所發現的鄰居，由於此時R1並未在該接口上發現任何鄰居，因此“鄰居”字段為空。
(Hello報文格式)
R2收到這個Hello報文后，首先會對這個Hello報文進行檢查。由於雙方使用以太網接口互聯，在這種接口類型上，OSPF首先會檢查雙發的掩碼是否一致，如不一致，則忽略該報文。此外R2還會檢查接口的Hello間隔、路由失效間隔與收到的報文中的對應字段上是否一致，如不一致則忽略該報文（實際上R2對Hello報文的檢查項並不局限於上述內容）。當Hello報文檢查通過之后，R2將自己鄰居表中的R1狀態置為Init。
接下來，R2在自己發送的Hello報文的“鄰居”字段中寫入R1的Router-ID。而當R1收到R2發送過來的Hello報文並且在“鄰居”字段中發現自己的Router-ID時，它意識到鄰居R2已經發現自己了，並且認可了自己所發送的Hello報文中的相關參數，於是它將R2添加到自己的鄰居表並把讓R2的狀態設置成2-way。
隨后R1在自己發送的Hello報文的“鄰居”字段加入R2的Router-ID，R2收到該報文后，在其鄰居表中將R1的狀態切換到2-way。
至此，R1和R2形成了鄰居關系。
如果路由器的接口接入了一個多路訪問的網絡，那么OSPF鄰居關系達到2-way之后，將開始進DR和BDR的選舉。
DR和BDR的選舉
在廣播網絡和NBMA網絡中，任意兩台路由器之間都要傳遞路由信息。如果網絡中有n台路由器，則需要建立n(n-1)/2個鄰居關系。這使得如果有任何一台路由器的路由發生變化都會導致多次傳遞，浪費帶寬資源。為解決這一個問題，OSPF定義了DR（Designated Router，指定路由器），所有路由器都只將信息發送給DR，由DR將網絡鏈路狀態發送出去，如下圖所示。
如果DR由於某種故障而失效，則網絡中的路由器必須重新選舉DR，再與新的DR同步。這需要較長的時間，在這段時間內，路由計算是不正確的。為了能夠縮短這個時間，OSPF提出了BDR（Backup Designated Router,備份指定路由器）的概念。
在多路訪問的網絡環境中（如廣播網絡，像普通的以太網）需要選舉出一台DR和一台BDR，以下是DR/BDR的選舉規則。
- OSPF priority最高者為DR。（默認所有路由器優先級為1，可以通過 ip ospf priority 接口命令修改）
- 如果優先級相同，則Router-ID最高的路由器為DR。（Router-ID為最大的接口IP地址，如果配置了loopback地址，則使用loopback地址作為Router-ID；如果配置了多個loopback，則以最高的loopback地址作為Router-ID;也可以通過router-id <address> 命令強制某個IP地址作為Rouer-ID）
PS:
1.其中BDR的選擇，是優先級僅次於DR的路由器。
2.如果路由器的優先級設置為“0”，則該路由器不參與DR/BDR的選舉，為DRother。
3.OSPF的DR(指定路由器）指的是路由器的一個活動接口，並非整台路由器。（DR和BDR只是一個接口概念）
4.DR不能搶占(若在一個OSPF多路訪問網絡中已經存在一台DR和BDR,如果DR down掉或重啟,則BDR自動升級為DR,同時在該網絡中重新選舉一台BDR.當原DR重啟后，雖然檢測到目前運行的BDR的Router-ID比自己的低，但也只能作為BDR或DRother運行（如果已經選舉了另一台BDR），這樣在一定程度上確保了鏈路狀態的穩定性)．
DD報文的交互
在ExStart（交換初始）狀態下,路由器發送空的DD報文以便協商Master/Slave, Router-ID最大的路由器會成為Master路由器,DD序列號就是由Master路由器決定的.用於Master/Slaver協商的報文是空的、不攜帶任何LSA頭部的DD報文，在這些報文中，I比特位被置為1。
開始時兩者都認為自己是Master，因此各自都在DD報文中將MS比特位被設置為1。R1在自己發送的DD報文中寫入自己設定的DD序列號——200，並且將MS比特位設置為1以向對端宣告自己的身份是Master。R2收到這個DD報文顯然是不同意的，因為它 的Router-ID比R1更大，因此在它發送的DD報文中，MS比特位也被設置為1，DD序列號則被設置為它自己使用的序列號——300。
在Exchange(交換)狀態下，路由器向鄰居發送描述自己LSDB的DD報文，DD報文中包含LSA頭部信息（而不是完整的LSA數據），DD報文逐個發送，每個報文中都包含着DD序列號，DD序列號是由Master路由器決定的。這個序列號在DD報文交互的過程中被遞增，以確保DD報文交互過程的有序性和可靠性。
R1收到DD報文后接受了自己並非Master路由器的事實（因為自己的Router-ID確實要更小），然后將R2的狀態切換到Exchange並發送帶有LSA頭部信息的DD報文，這個DD報文的序列號為300（也就是R2發送過來的序列號），M比特位置為1表示后續還有更多的DD報文，而MS比特位置為0（表示自己不是Master路由器）。
接着R2收到了R1發送過來的DD報文，於是將R1的狀態切換為Exchange，隨后自己也開始發送攜帶LSA頭部的DD報文，此時DD報文的序列號為301（在上一個序列號300的基礎上加1），M及MS比特位均設置為1。由於雙方的LSDB中都包含較多的LSA，因此需要交互多個DD報文，而在該過程中，Master路由器R2將DD報文序列號逐次加1，Slave路由器R1則使用前者的DD序列號來發送自己的DD報文，如此這般的有序進行。
如下圖所示，經過數次DD報文交互，R2發送的DD報文達到308，它繼續在DD報文中發送自己剩余的LSA頭部，R1收到該DD報文后，使用該DD報文發送了自己最后一個DD報文，在該報文中，它將M比特位置為0。
R2收到該DD報文后，繼續發送自己的DD報文，描述剩余的LSA頭部信，而恰好這也是它最后一個DD報文，它在該報文中將M比特位設置為0。
該報文到達R1后，雖然R1此時已經完全描述完了自己的LSDB，但是R1依然需要確認R2發送的最后一個DD 報文，於是它向R2發送了一個空的DD報文，該報文的序列號是309。
請求交互LSA
R1及R2收到對方發送的最后一個DD報文后，便徹底了解了對方的LSDB中所包含的LSA頭部，此時它們需要從對方獲取感興趣的LSA的完整數據，因此R1將R2的另據狀態切換為Loading，R2同理。
接下來便是數據庫同步的過程。在Loading狀態下，路由器向鄰居發送LSR以便請求LSA的完整數據。對方使用LSU報文進行回復，因此只有LSU報文中才有LSA的完整信息。在收到LSU報文后，路由器需要發送LSAck對其中的LSA進行確認。
R1向R2發送LSR報文，用於請求感興趣的LSA，而R2則使用包含LSA完整數據的LSU報文進行回應。
同理，R2也向R1發送用於請求LSA的LSR報文，而R1也使用LSU報文進行回應。
雙方可能會交互多個LSR及LSU報文，直到LSDB實現同步。
形成鄰接關系
R1和R2收到對方的LSU報文后，將報文中所包含的LSA加載到自己的LSDB中，並使用LSAck確認這些LSA。當R1或R2發現自己沒有其他的LSA需要從鄰居獲取后，便將另據狀態切換為Full。
至此，形成鄰接關系。
LSA交換完成之后，路由器獲得完整的LSDB，運用SPF算法計算出最優路由加入OSPF協議中的路由表中。