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La couche application est surtout, du point de vue du modèle, le point d'accès aux services réseaux. Comme le modèle n'a pas pour rôle de spécifier les applications, il ne spécifie pas de service à ce niveau.
La couche d'application représente des données pour l'utilisateur ainsi que du codage et un contrôle du dialogue : des mécanismes de communication offerts aux applications de l'utilisateur.
Puisqu'il n'y a pas beaucoup de méthodes fondamentalement différentes permettant d'assurer les fonctions des couches 2 à 6, leur éventail de protocoles est donc assez restreint. En revanche, au niveau application la diversité est la règle.
En se limitant au mondeIP, on trouve par exemple et sans être exhaustif :