模型上下文协议 (MCP) 遵循客户端-主机-服务器架构,其中每个主机可以运行多个客户端实例。此架构使用户能够在应用程序之间集成 AI 功能,同时保持清晰的安全边界和关注点分离。MCP 构建在 JSON-RPC 之上,提供了一个有状态的会话协议,专注于客户端和服务器之间的上下文交换和采样协调。

核心组件

主机

主机进程作为容器和协调者
  • 创建并管理多个客户端实例
  • 控制客户端的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 集成和采样
  • 管理跨客户端的上下文聚合

客户端

每个客户端由主机创建,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的会话
  • 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
一个主机应用程序创建并管理多个客户端,每个客户端与特定服务器保持 1:1 的关系。

服务器

服务器提供专门的上下文和能力
  • 通过 MCP 基元暴露资源、工具和提示
  • 以明确的职责独立运行
  • 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 基于几个关键设计原则构建,这些原则为其架构和实现提供了指导
  1. 服务器的构建应该极其简单
    • 主机应用程序处理复杂的编排职责
    • 服务器专注于特定、明确定义的能力
    • 简单的接口最大限度地减少了实现开销
    • 清晰的分离使代码易于维护
  2. 服务器应该具有高度的可组合性
    • 每个服务器独立提供专注的功能
    • 可以无缝组合多个服务器
    • 共享协议实现了互操作性
    • 模块化设计支持可扩展性
  3. 服务器不应能够读取整个对话,也不能“窥视”其他服务器
    • 服务器只接收必要的上下文信息
    • 完整的对话历史记录保留在主机上
    • 每个服务器连接都保持隔离
    • 跨服务器的交互由主机控制
    • 主机进程强制执行安全边界
  4. 功能可以逐步添加到服务器和客户端中
    • 核心协议提供最基本所需的功能
    • 可以根据需要协商附加能力
    • 服务器和客户端独立演进
    • 协议设计旨在未来的可扩展性
    • 保持向后兼容性

能力协商

模型上下文协议使用一个基于能力的协商系统,其中客户端和服务器在初始化期间明确声明其支持的功能。能力决定了在会话期间哪些协议功能和基元可用。
  • 服务器声明诸如资源订阅、工具支持和提示模板等能力
  • 客户端声明诸如采样支持和通知处理等能力
  • 双方必须在整个会话期间遵守已声明的能力
  • 可以通过协议扩展来协商附加能力
每项能力都会在会话期间解锁特定的协议功能以供使用。例如
  • 已实现的服务器功能必须在服务器的能力中声明
  • 发出资源订阅通知要求服务器声明支持订阅
  • 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
这种能力协商确保了客户端和服务器对支持的功能有清晰的理解,同时保持了协议的可扩展性。