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架构

Model Context Protocol (MCP) 采用客户端-主机-服务器架构,其中每个主机可以运行多个客户端实例。该架构使用户能够跨应用程序集成 AI 功能,同时保持清晰的安全边界并隔离关注点。基于 JSON-RPC 构建,MCP 提供了专注于客户端和服务器之间上下文交换和采样协调的有状态会话协议。

1. 核心组件

1.1 主机

主机进程充当容器和协调器:

  • 创建和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 集成和采样
  • 管理跨客户端的上下文聚合

1.2 客户端

每个客户端由主机创建并维护隔离的服务器连接:

  • 为每个服务器建立一个有状态会话
  • 处理协议协商和功能交换
  • 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

主机应用程序创建和管理多个客户端,每个客户端与特定服务器保持 1:1 的关系。

1.3 服务器

服务器提供专门的上下文和功能:

  • 通过 MCP 原语公开资源、工具和提示
  • 独立运行,具有专注的职责
  • 通过客户端接口请求采样
  • 必须尊重安全约束
  • 可以是本地进程或远程服务

2. 设计原则

MCP 基于几个关键设计原则,这些原则指导其架构和实现:

  1. 服务器应该极其容易构建

    • 主机应用程序处理复杂的编排职责
    • 服务器专注于特定的、定义明确的功能
    • 简单的接口最小化实现开销
    • 清晰的分离使代码易于维护
  2. 服务器应该具有高度可组合性

    • 每个服务器在隔离环境中提供专注的功能
    • 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
    • 完整的对话历史保留在主机中
    • 每个服务器连接保持隔离
    • 跨服务器交互由主机控制
    • 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

    • 核心协议提供最少的必需功能
    • 可以根据需要协商其他功能
    • 服务器和客户端独立演进
    • 协议设计为未来扩展性
    • 保持向后兼容性

3. 功能协商

Model Context Protocol 使用基于功能的协商系统,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。功能决定了会话期间可用的协议功能和原语。

  • 服务器声明诸如资源订阅、工具支持和提示模板等功能
  • 客户端声明诸如采样支持和通知处理等功能
  • 双方必须在整个会话期间尊重声明的功能
  • 可以通过协议扩展协商其他功能

每个功能都会为会话期间使用的特定协议功能解锁。例如:

  • 实现的服务器功能必须在服务器的功能中进行宣传
  • 发出资源订阅通知需要服务器声明订阅支持
  • 工具调用需要服务器声明工具功能
  • 采样需要客户端在其功能中声明支持

这种功能协商确保客户端和服务器对支持的功能有清晰的理解,同时保持协议的可扩展性。