應用層（application layer）
當你打開瀏覽器、寄電子郵件或加入視訊通話時，你使用的就是應用層（application layer）。它是協定堆疊（protocol stack）最頂端的一層——也就是你真正看得到、會去操作的部分。可以把底下幾層（IP、TCP、乙太網路、無線電波）想成把密封箱子從一個地址送到另一個地址的郵政系統，而應用層則是箱子裡那些信件上寫的內容：兩支程式之間關於彼此到底想要什麼的真正對話。
更精確地說，應用層是網路應用程式與它們的協定所在之處。瀏覽器和網頁伺服器之間講 HTTP；郵件程式和郵件伺服器之間講 SMTP 或 IMAP；檔案程式講 FTP。這些協定只在端系統（你的筆電、那台伺服器）上運作——中間的路由器從不去讀它們。每個應用協定都定義了訊息的格式（哪些位元組擺在哪裡）、可以用什麼順序送出，以及收到訊息時各方要採取的動作。應用程式透過一個通訊端（socket）把訊息交給下方的傳輸層（通常是 TCP 或 UDP），並信任底下各層把這些位元組送達。
關鍵概念在於分工：應用層只關心對話的意義，不管位元如何傳送。一支照片分享 App 不在乎你的封包是走光纖還是 Wi-Fi、經過了哪些路由器；它只在乎位元組已經抵達，好讓它能把那些位元組解讀成一張影像。正是這種分隔，使得單一個傳輸服務（TCP）能承載成千上萬種完全不同的應用，也讓你明天就能發明一個全新的應用協定，而完全不必動到底下的網路。
你點了一個連結。位在應用層的瀏覽器組出一則 HTTP 訊息：「GET /index.html」。它把這段文字交給 TCP，TCP 把它切成一段段區段（segment），再交給 IP 加上位址，如此一層層往下直到實體線路。伺服器的應用層在另一端讀出來的，正是同樣的「GET /index.html」——底下各層不過是信差而已。
應用層訊息是端對端的：傳送端的 App 寫出什麼位元組，接收端的 App 讀到的就是同樣那些位元組。
OSI 模型把這部分拆成三層（應用層、表現層、會議層），但真實的網際網路（TCP/IP 模型）把它們合併成單一個應用層——表現與會話相關的事務由應用程式自己處理。