Luồng (flow) là một chuỗi các gói có cùng địa chỉ nguồn, địa chỉ đích và số cổng vào, ra. Giải pháp chuyển mạch IP theo luồng dữ liệu là giải pháp chỉ áp dụng cho từng luồng cụ thể.
Hoạt động cơ bản của chuyển mạch IP dựa theo luồng lưu lượng được minh hoạ như ở hình vẽ 3.5 và bao gồm các bước sau đây:
Giải pháp này tiến hành dựa vào các bước cơ bản sau:
Đầu tiên N gói tin của một luồng được định tuyến theo từng chặng qua một hay nhiều thực thể định tuyến IP (R1, R2,..., RN) đến đích. Các thực thể định tuyến Ri này thuộc các bộ định tuyến IP, bộ định tuyến IP ảo, hoặc các bộ định tuyến được kết nối với nhau bằng các kết nối ATM.
Dựa vào đặc tính của luồng IP ví dụ kiểu lưu lượng, số cổng, địa chỉ IP nguồn/đích, tốc độ đến, ... các thực thể định tuyến IP (tại biên cũng như ở giữa mạng) quyết định khởi đầu một chu trình tái điều khiển. Chu trình tái định hướng này liên quan đến việc yêu cầu hệ thống thiết lập một đường tắt chuyển mạch lớp 2 và điều khiển lưu lượng truyền qua đường tắt vừa thiết lập.
Một khi luồng IP được tái điều khiển thì tất cả các gói tin còn lại được truyền qua đường chuyển mạch lớp 2.
Hình vẽ 3.5 minh hoạ kiểu chuyển mạch này. Kiểu chuyển mạch IP theo luồng dữ liệu có nhiều ưu điểm. Thứ nhất, nó không cần thiết chuyển mạch tất cả các luồng lưu lượng của tất cả các luồng. Bởi vì không phải luồng dữ liệu nào cũng cần thiết phải yêu cầuchuyển mạch như luồng ICMP “ping”, hay thư điện tử tối ưu,... Thứ hai, sự tái điều khiển chỉ được thực hiện riêng cho từng luồng cụ thể do đó, đảm bảo chất lượng gói tin truyền qua luồng đó.
Tóm lại, đặc điểm cơ bản của kiểu chuyển mạch IP theo dữ liệu là:
Tuỳ vào tình trạng của một luồng cụ thể mà thiết bị chuyển mạch IP quyết định thiết lập một đường chuyển mạch cho luồng đấy từ ứng dụng đến ứng dụng khác hay từ máy chủ đến máy chủ. Một luồng được định nghĩa là một chuỗi các gói tin có chung các thông tin tiêu đề như địa chỉ IP đích/ nguồn hay số cổng TCP/UDP.
Sự tái điều khiển được thực hiện độc lập cho mỗi luồng và phạm vi có thể chỉ ở các thiết bị chuyển mạch lân cận nhau hoặc xuyên suốt từ biên vào và ra mạng. Nghĩa là các thiết bị chuyển mạch có thể xử lý khác nhau cho cùng một luồng lưu lượng.
Nếu một đường tắt không tồn tại hoặc tự nhiên biến mất thì các gói tin phải được định tuyến đến đích.
Các đường tắt được thiết lập dựa vào lưu lượng mang trạng thái mềm nghĩa là chúng sẽ huỷ bỏ nếu không được làm tươi trước một thời gian định trước (time out).