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Model Context Protocol (MCP) 遵循客户端-Host-服务器架构,其中每个 Host 可以运行多个客户端实例。该架构使用户能够在应用之间集成 AI 能力,同时保持清晰的安全边界并隔离关注点。MCP 构建在 JSON-RPC 之上,提供一种有状态会话协议,重点支持客户端与服务器之间的上下文交换和采样协调。

核心组件

Host

Host 进程充当容器和协调者:
  • 创建并管理多个客户端实例
  • 控制客户端连接权限和生命周期
  • 执行安全策略和同意要求
  • 处理用户授权决策
  • 协调 AI/LLM 集成与采样
  • 管理跨客户端的上下文聚合

客户端

每个客户端由 Host 创建,并维护一个隔离的服务器连接:
  • 为每个服务器建立一个有状态会话
  • 处理协议协商和能力交换
  • 双向路由协议消息
  • 管理订阅和通知
  • 维护服务器之间的安全边界
一个 Host 应用会创建并管理多个客户端,每个客户端都与某个特定服务器保持 1:1 关系。

服务器

服务器提供专门的上下文和能力:
  • 通过 MCP 原语公开资源、工具和提示
  • 独立运行,并承担聚焦的职责
  • 通过客户端接口请求采样
  • 必须遵守安全约束
  • 可以是本地进程或远程服务

设计原则

MCP 建立在若干关键设计原则之上,这些原则指导其架构和实现:
  1. 服务器应极易构建
    • Host 应用处理复杂的编排职责
    • 服务器专注于具体且明确定义的能力
    • 简单接口可最大限度降低实现开销
    • 清晰分离有助于代码可维护
  2. 服务器应高度可组合
    • 每个服务器都以隔离方式提供聚焦功能
    • 多个服务器可以无缝组合
    • 共享协议支持互操作性
    • 模块化设计支持可扩展性
  3. 服务器不应能够读取完整对话,也不应能够“看入”其他服务器
    • 服务器只接收必要的上下文信息
    • 完整对话历史保留在 Host 中
    • 每个服务器连接都保持隔离
    • 跨服务器交互由 Host 控制
    • Host 进程执行安全边界
  4. 功能可以渐进式添加到服务器和客户端
    • 核心协议提供所需的最小功能
    • 可以按需协商额外能力
    • 服务器和客户端可独立演进
    • 协议面向未来扩展设计
    • 保持向后兼容性

能力协商

Model Context Protocol 使用基于能力的协商系统,客户端和服务器会在初始化期间显式声明其支持的功能。能力决定会话期间可用的协议功能和原语。
  • 服务器声明资源订阅、工具支持和提示模板等能力
  • 客户端声明采样支持和通知处理等能力
  • 双方在整个会话期间都必须遵守已声明的能力
  • 可以通过协议扩展协商额外能力
每项能力都会在会话期间解锁特定协议功能。例如:
  • 已实现的服务器功能必须在服务器能力中公开
  • 发出资源订阅通知要求服务器声明订阅支持
  • 工具调用要求服务器声明工具能力
  • 采样要求客户端在其能力中声明支持
这种能力协商确保客户端和服务器清楚了解受支持的功能,同时保持协议可扩展性。