OSI 참조 모델의 최상위 계층인 응용 계층(application layer)은 응용 프로세스(이용자나 응용 프로그램 등)가 네트워크 환경에 접근할 수 있는 수단을 제공하여 응용 프로세스들이 상호 간 정보 교환을 할 수 있는 창구 역할을 담당한다. 응용 계층에서는 네트워크 관리 기능을 비롯하여 X.500, FTAM, X.400 등의 범용 서비스 기능을 담당한다.

[ 그림 2-18 ] 은 응용 계층의 사용자와 표현 계층의 관계를 나타낸다. 응용 계층에는 여러 가지 응용 서비스가 있지만 X.400(메시지 처리 서비스), X.500(디렉토리 서비스), 파일 전송, 접근과 관리를 담당하는 FTAM(File Transfer, Access, and Management)만 나타냈다. 송신 측 응용 계층에서 파일 전송(FTAM)을 위한 메시지를 작성하여 표현 계층으로 내려보낸다. 수신 측의 응용 계층에서는 표현 계층에서 받은 메시지를 파일 전송 관련 응용 프로그램을 통해 사용자가 볼 수 있게 한다.

응용 계층은 주로 정보의 의미(semantics)와 관련되어 있으며, 응용 계층 프로토콜을 사용해 다음과 같은 기능을 수행한다.

• 네트워크 가상 터미널(NVT, Network Virtual Terminal) : 사용자가 원격 시스템으로 로그인할 수 있게 해준다.
• 파일 전송, 접근과 관리(FTAM, File Transfer, Access, and Management) : 로컬 시스템에서 원격 시스템에 들어 있는 파일을 관리하거나 제어하게 해준다.
• 우편 서비스 : 전자 우편을 사용하는 데 필요한 메일 전송 및 저장 기능을 제공한다.
• 디렉토리 서비스(DS, Directory Service) : 분산 데이터베이스 소스를 제공하고 다양한 객체와 전역 정보에 대한 접근을 제공한다.