OSPF (Open Shortest Path First) składa się z kilku etapów w celu ustanowienia i utrzymania routingu w sieci. Etapy te obejmują: Wykrywanie sąsiadów, podczas którego routery odkrywają sąsiadów OSPF przy użyciu pakietów Hello; Router LSA Origination, podczas którego routery generują reklamy stanu łącza (LSA) opisujące ich bezpośrednio połączone łącza; Zalewanie LSA, podczas którego LSA są propagowane w domenie OSPF, aby zapewnić wszystkim routerom spójny obraz topologii sieci; Obliczanie najkrótszej ścieżki, gdzie każdy router oblicza drzewo najkrótszej ścieżki do wszystkich miejsc docelowych przy użyciu algorytmu Dijkstry na podstawie odebranych LSA; Obliczanie tablicy routingu, gdzie każdy router konstruuje swoją tablicę routingu przy użyciu drzewa najkrótszych ścieżek i wybiera najlepsze ścieżki do sieci docelowych; Synchronizacja stanu sąsiada, podczas której routery OSPF wymieniają pakiety opisu bazy danych (DBD) w celu synchronizacji baz danych stanu łącza; oraz rozgłaszanie tras, gdzie routery wykorzystują LSA do ogłaszania tras do swoich sąsiadów, zapewniając, że wszystkie routery mają aktualne informacje o routingu.
OSPF krok po kroku wykonuje serię procesów w celu ustanowienia i utrzymania tras sieciowych. Początkowo routery wymieniają pakiety Hello, aby wykryć sąsiadów i ustalić przyleganie. Po wykryciu sąsiadów routery wymieniają ogłoszenia stanu łącza (LSA), aby opisać swoje łącza lokalne i topologię sieci. Licencje LSA są zalewane w całej domenie OSPF, aby zapewnić wszystkim routerom spójny widok sieci. Następnie każdy router oblicza drzewo najkrótszych ścieżek do wszystkich miejsc docelowych, korzystając z algorytmu Dijkstry na podstawie otrzymanych pakietów LSA. Korzystając z drzewa najkrótszych ścieżek, routery tworzą tablice routingu, określając najlepsze ścieżki do sieci docelowych. Okresowo routery wymieniają zaktualizowane umowy LSA i synchronizują swoje bazy danych stanu łączy, aby zachować spójność routingu. Wreszcie routery ogłaszają trasy swoim sąsiadom za pomocą LSA, zapewniając, że wszystkie routery mają aktualne informacje o routingu i mogą podejmować świadome decyzje dotyczące przekazywania.
OSPF działa poprzez kilka odrębnych etapów, aby ułatwić efektywne routing w sieci. Etapy te obejmują: wykrywanie sąsiadów, synchronizację bazy danych, obliczanie najkrótszej ścieżki, obliczanie tablicy routingu, konserwację stanu sąsiada, redystrybucję tras i ogłaszanie tras. Każdy etap odgrywa kluczową rolę w ustanawianiu i utrzymywaniu przylegań OSPF, obliczaniu najkrótszych ścieżek, konstruowaniu tablic routingu i ogłaszaniu tras w celu zapewnienia niezawodnego i wydajnego routingu w sieciach OSPF.
OSPF dzieli routery na cztery typy w zależności od ich roli w domenie OSPF: Router wewnętrzny, który działa całkowicie w obrębie jednego obszaru OSPF; Area Border Router (ABR), który łączy obszary OSPF i utrzymuje informacje o routingu między nimi; Autonomiczny router graniczny systemu (ASBR), który łączy OSPF z sieciami zewnętrznymi i redystrybuuje trasy z innych domen routingu; oraz router szkieletowy, który łączy obszary OSPF z obszarem szkieletowym OSPF (obszar 0) i uczestniczy w routingu szkieletowym.
W protokole OSPF istnieje pięć głównych typów komunikatów używanych do komunikacji pomiędzy routerami OSPF: Hello, który ustanawia i utrzymuje relacje sąsiedzkie; Opis bazy danych (DBD), który opisuje zawartość bazy danych stanu łącza podczas procesu synchronizacji bazy danych; Żądanie stanu łącza (LSR), które żąda określonych informacji o stanie łącza od sąsiednich routerów; Link State Update (LSU), która zalewa LSA w celu poinformowania sąsiednich routerów o zmianach topologii sieci; oraz potwierdzenie stanu łącza (LSAck), które potwierdza odbiór pakietów LSA podczas procesu zalewania, aby zapewnić niezawodne dostarczanie informacji o stanie łącza w domenie OSPF.