В каждом сетевом центре имеется многоадресный узел, подключенный как к глобальной сети Internet (при этом одному из его интерфейсов назначается реальный IP-адрес), так и к внутренней сети (второму интерфейсу назначается локальный IP-адрес). На этом узле запускается ряд прикладных программ, которые называются шлюзами уровня приложений, каждая из которых управляет работой одной из служб. Узлы в сетевом центре не отправляют дейтаграммы непосредственно в глобальную сеть Internet. Они отправляют каждый запрос многоадресному узлу, точнее, соответствующему шлюзу уровня приложений, который в свою очередь обращается к службам глобальной сети Internet, а затем пересылает полученную от них информацию по внутренней сети отправителю запроса.

Основное преимущество использования шлюза уровня приложений заключается в том, что такая система может работать без изменения низкоуровневой сетевой инфраструктуры или системы адресации. Основной недостаток этого подхода состоит в том, что его нельзя считать универсальным и общеприменимым. Напрашивается следующий вывод.

Каждый шлюз уровня приложений управляет работой только одной из служб, поэтому для поддержки нескольких служб приходится использовать несколько разных шлюзов. Хотя при соблюдении определенных условий шлюзы уровня приложений могут быть полезны, они не позволяют решить проблему доступа в Internet в общем. Поэтому и было придумано второе решение.