응용 계층은 OSI 참조모델과 TCP/IP 모델의 최상위 계층으로 파일관리 및 전송 같은 응용 처리를 위한 프로세서 사이의 인터페이스 기능을 담당한다. 응용 계층은 데이터통신을 위한 응용 기능으로 가상 단말, 원격 데이터베이스, 메일함 접근 등의 자원이용 기능과 네트워크 운영에 필요한 네트워크 관리 기능 등을 제공한다. 응용 계층에 해당하는 프로토콜 및 서비스에는 FTP(File Transfer Protocol, 파일 전송 프로토콜), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol, 간이 이메일 전송 프로토콜), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol, 동적 호스트 구성 프로토콜), HTTP(Hypertext Transfer Protocol, 하이퍼텍스트 전송 프로토콜), SNMP(Simple Network Management Protocol, 네트워크 관리 프로토콜), DNS(Domain Name System, 도메인 이름 시스템), 텔넷(Telnet, 원격 로그인), NSF(Network File System, 네트워크 파일 시스템) 등이 있다.
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