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Model Context Protocol (MCP) 遵循客户端-宿主-服务器架构,其中每个宿主可以运行多个 客户端实例。MCP 是无状态协议:每个请求都是自包含的,并携带自己的协议版本、客户端身份和能力。 该架构使用户能够跨应用集成 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,提供一个聚焦于客户端和服务器之间上下文交换与采样协调的协议。

核心组件

宿主

宿主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
  • 强制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

每个客户端都由宿主创建,并且只与一个服务器通信:
  • 只与一个服务器通信
  • 为每个请求附加协议版本和能力
  • 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
宿主应用创建并管理多个客户端,每个客户端都与特定服务器保持 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
  • 在回复中通过 InputRequiredResult 请求客户端输入(采样、引出、根目录)
  • 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 建立在几个关键设计原则之上,这些原则塑造了它的架构和实现:
  1. 服务器应该极易构建
    • 宿主应用处理复杂的编排职责
    • 服务器聚焦于具体且定义明确的能力
    • 简单接口最大限度降低实现开销
    • 清晰分离带来可维护的代码
  2. 服务器应该高度可组合
    • 每个服务器以隔离方式提供聚焦的功能
    • 多个服务器可以无缝组合
    • 共享协议实现互操作性
    • 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“看到”其他服务器内部
    • 服务器只接收必要的上下文信息
    • 完整对话历史保留在宿主中
    • 每个服务器保持隔离
    • 跨服务器交互由宿主控制
    • 宿主进程强制执行安全边界
  4. 可以逐步向服务器和客户端添加特性
    • 核心协议提供最小必需功能
    • 可以根据需要协商额外能力
    • 服务器和客户端独立演进
    • 协议面向未来扩展性而设计
    • 保持向后兼容

能力协商

Model Context Protocol 使用基于能力的协商系统,客户端和服务器在每个请求上声明其支持的特性。 客户端在每个请求的 _meta.io.modelcontextprotocol/clientCapabilities 中包含其能力。 服务器在响应 server/discover 时声明其能力,客户端可以在任何其他请求之前调用该方法以预先发现能力。
  • 服务器声明工具支持、资源订阅和提示模板等能力
  • 客户端声明采样支持和引出处理等能力
  • 双方在整个交互过程中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
每项能力都按请求解锁特定的协议特性。例如: 这种能力协商确保客户端和服务器清楚理解受支持的功能,同时保持协议的可扩展性。