În timp ce modelul OSI separă funcția individuală pentru aplicație, prezentare și sesiune, cele mai cunoscute și implementate aplicații TCP/IP încorporează funcționalitatea tuturor celor trei layere.
Protocoalele aplicației TCP/IP specifică formatul și controlează informația necesară pentru multe funcții de comunicare ale Internetului, Printre aceste protocoale TCP/IP se numără:
- Domain Name System (DNS) Acest protocol transformă numele de Internet în adrese IP.
- Telnet Este folosit pentru a furniza acces la distanță pentru servere și echipamente de rețea.
- Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) Acest protocol transferă mail-uri și atașamente.
- Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Un protocol folosit pentru a atribui adrese IP, masca de subrețea, gateway-ul default și adresele serverului DNS unui host.
- Hypertext Transfer Protocol (HTTP) Acest protocol transferă fișiere care alcătuiesc paginile web ale World Wide Web-ului.
- File Transfer Protocol (FTP) Un protocol folosit pentru transfer interactiv de fișiere între sisteme.
- Trivial File Transfer Protocol (TFTP) Un protocol este folosit pentru transfer activ de fișiere neorientat pe conexiune.
- Bootstrap Protocol (BOOTP) Acest protocol este un precursor pentru protocolul DHCP. BOOTP este un protocol de rețea folosit pentru a obține informații despre IP în timpul bootup-ului.
- Post Office Protocol (POP) Un protocol folosit de clienții de email pentru a obține email-uri de la un server aflat la distanță.
- Internet Message Access Protocol (IMAP) Este un alt protocol pentru obținerea email-urilor.
Protocoalele layer-ului aplicație sunt folosite atât de echipamentele sursă, cât și de cele de destinație în timpul unei sesiuni de comunicare. Pentru ca realizarea comunicațiilor să se facă cu succes, protocoalele layer-ului aplicație implementate pe hostul sursă și destinație trebuie să fie compatibile.