如果說距離矢量路由協議像是公路上的路標，那麼鏈路狀態路由協議就像是一張地圖----它擁有整個網絡的情況。鏈路狀態路由協議又叫做：shortest path first 或者 distributed database 協議。常見的包括OSPF和IS-I S。
###距離矢量路由協議分享其知道的所有信息，但只對其鄰居分享；鏈路狀態路由協議只分享與其直連的連接，但會將此信息共享給路由區域內的所有路由器。距離矢量路由協議容易產生環路和無限循環包，所以採用水平分割、路由毒化、保持時間來避免此類事件發生；鏈路狀態路由協議更容易避免此類情況。更重要的是，距離矢量路由協議是發佈路由，如果一條重要鏈路有所更改，意味着發佈許多條路由；鏈路狀態路由協議在遇到鏈路更改時，僅僅發佈鏈路更改通知，而不是傳播所有相關路由。一句話，兩者的區別是是否自己獨立計算路由。
鏈路狀態路由協議有以下特點：
- 每個路由器與其鄰居建立鄰接關係；
- 每個路由器發送link state advertisement (LSA)，一個LSA從路由器的每個接口發出，表明鏈路，鏈路的狀態，路由器接口到這個鏈路的metric和所有可能與這條鏈路相連的鄰居。每個接收到LSA的鄰居又將這些LSA轉發給他們自己的鄰居。
- 每個路由器將其收到的所有LSA存放在其database中。如果一切正常，所有路由器的數據庫應該是相同的。
- 完成了的topological database 或者叫 link state database，描述了從某個路由器出發到各個網絡的一棵樹，然後形成路由表。
- 形成鄰居關係，以hello包維持。
- 使用Router ID表明路由器在網絡內的唯一身份。
鏈路狀態泛洪 Link state flooding:
- 鄰接關係建立以後，路由器開始發送LSA泛洪。每一個收到的LSA會直接從其他出口發出給鄰居，使得鏈路狀態路由協議收斂非常快。而距離矢量路由協議，對收到的update需要先自己處理，然後在定期發送，所以收斂很慢。在泛洪過程中，最重要的兩個過程是sequencing和aging。
- Sequence Numbers. 路由器在其發出的LSA中包含順序號，當路由器收到包含相同路由的LSA時，它會檢查順序號的大小，如果大於其topological database內路由的順序號，就以大的爲準，如果收到的LSA順序號小於等於database內順序號，則丟棄。這樣防止LSA的無限循環擴散。
- sequence number space，分爲linear sequence number space （IS-IS）， circular sequence number 和 Lollipop-shaped sequence number space （前兩者的結合）。
- Aging。當LSA生成時，路由器設定aging爲零，LSA發佈出去過後，每個路由器都增加age。
- MaxAgeDiff。當路由器收到多個擁有相同sequence number不同的aging的同一LSA時，如果aging的差別不超過MaxAgeDiff，則路由器認爲這些差別是正常網絡延遲產生的，將保留原來的LSA；如果aging超過MaxAgeDiff，則路由器選用最新的LSA，並且將這個LSA分發出去。一個典型的MaxAgeDiff是15分鐘（OSPF）。
- Maximum age。LSA的age在link state database中是持續增加的，當增加到Maximum age時，此LSA的age設定成Maximum age並分發出去，然後從database內刪除。OSPF的maximum age爲1小時。
- Link state refresh time。必須有一種機制使得LSA在到達Maximum age之前重設，否則所有LSA終究會被刪除掉。當Link state refresh time到達時，路由器會分發出新的LSA給所有鄰居，使得鄰居重設Maximum age。OSPF設定爲30分鐘。
Link state database 鏈路狀態數據庫：
- Link state database又叫topological database，用於存儲LSA。
- sequence number 和 age主要用於管理LSA的分發；路由器ID、與其相連的網段和鄰居則是用於最短路徑計算。
- LSA主要包含兩種類型的信息：Router link information 和 Stub network information。 路由鏈路信息描述了一個路由器的鄰居（Router ID，Neighbor ID, cost), 其中cost 是到鄰居的鏈路的cost；末端網絡信息描述了一個路由器連接的末端網絡（不與鄰居相連的網絡）（Router ID，Network ID, cost）。
- SPF算法先計算出到各個路由器的最短路徑，然後再將末端網絡添加到這些路由器上。
- cost是以路由器出口方向的接口cost爲準。
Area 區域：
區域是一組路由器組成的內部網絡，使用區域主要基於以下考慮：
- 跟距離矢量協議比較，路由器需要更大內存；
- 複雜的算法需要更多CPU處理時間；
- 傳播LSA需要更多帶寬，特別是在不穩定網絡裏。