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应用层位于TCP/IP最高层，该层的协议主要有以下几种：
1）远程登录协议（Telnet）。
2）文件传输协议（FTP）。
3）简单邮件传输协议（SMTP）。
4）域名服务（DNS）。
5）简单网络管理协议（SNMP）。
6）超文本传输协议（HTTP）。
7）邮局协议（POP3）。
其中，从网络上下载文件时使用的是FTP；上网浏览网页时使用的是HTTP；在网络上访问一台主机时通常不直接输入IP地址，而是输入域名，使用的是DNS，它会将域名解析为IP地址；通过Outlook发送电子邮件时使用的是SMTP；接收电子邮件时使用的是POP3。
互联网上的主机通过IP地址来标识自己，但由于IP地址是一串数字，人们较难用这个数字去访问主机，因此互联网管理机构采用一串英文来标识一个主机。这串英文是有一定规则的，它的专业术语叫域名（Domain Name）。对用户来讲，访问一个网站时，既可以输入该网站的IP地址，又可以输入其域名，两者是等价的。例如，微软公司的Web服务器的域名是www.microsoft.com，无论用户在浏览器中输入的是www.microsoft.com，还是Web服务器的IP地址，都可以访问其Web网站。
域名由互联网域名与地址分配机构（Internet Corporation for Assigned Names and Numbers，ICANN）管理，这是为担负域名系统管理、IP地址分配、协议参数配置以及主服务器系统管理等职能而设立的非营利机构。ICANN为不同的国家或地区设置了相应的顶级域名，这些域名通常由两个英文字母组成，例如.uk代表英国、.fr代表法国、.jp代表日本。中国的顶级域名是.cn，.cn下的域名由CNNIC（中国互联网络信息中心）进行管理。
域名只是某个主机的别名，并不是真正的主机地址，主机地址只能是IP地址。为了通过域名来访问主机，必须实现域名和IP地址之间的转换。这个转换工作就由域名系统来完成。DNS是互联网的一项核心服务，它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人们更方便地访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数字串。一个需要域名解析的用户先将解析请求发往本地的域名服务器，如果本地的域名服务器能够解析，则直接得到结果，否则本地的域名服务器将向根域名服务器发送请求，并依据根域名服务器返回的指针再查询下一层的域名服务器，以此类推，最后得到所要解析域名的IP地址。
我们知道，网络上的主机通过IP地址来标识自己，以方便其他主机上的程序和自己主机上的程序建立通信。但主机上需要通信的程序有很多，如何才能找到对方主机上的目的程序呢？IP地址只是用来寻找目的主机的，最终通信还是需要找到目的程序。为此，人们提出了端口这个概念，它用来标识目的程序。有了端口，一台拥有IP地址的主机就可以提供许多服务，比如Web服务进程用80端口提供Web服务，FTP进程通过21端口提供FTP服务，SMTP进程通过23端口提供SMTP服务，等等。
如果把IP地址比作一间旅馆的地址，则端口就是这家旅馆内某个房间的房号。旅馆的地址只有一个，但房间却有很多个，因此端口也有很多个。端口是通过端口号来标记的，端口号是一个16位的无符号整数，范围是0～65 535（2 16 -1），并且前面1024个端口号是留给操作系统使用的，如果我们自己的应用程序要使用端口，通常使用1024后面的整数作为端口号。