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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。 这种架构使用户能够在应用程序之间集成AI功能,同时保持明确的安全边界和关注点隔离。 MCP基于JSON-RPC构建,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
  • 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
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有1:1的关系。

服务器

服务器提供专业的上下文和功能:
  • 通过MCP原语公开资源、工具和提示
  • 独立运行,具有明确的职责
  • 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

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. 服务器应该非常容易构建
    • 主机应用程序处理复杂的编排责任
    • 服务器专注于特定的、明确定义的功能
    • 简单的接口最小化实现开销
    • 清晰的分离使代码更易于维护
  2. 服务器应该高度可组合
    • 每个服务器在隔离状态下提供专注的功能
    • 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,也不应”看到”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
    • 主机进程执行安全边界
  4. 可以逐步向服务器和客户端添加功能
    • 核心协议提供最少的必需功能
    • 可以根据需要协商额外的功能
    • 服务器和客户端独立发展
    • 协议设计为未来可扩展
    • 保持向后兼容性

能力协商

模型上下文协议使用基于能力的协商系统,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
  • 双方必须在整个会话中尊重声明的能力
  • 可以通过协议扩展协商额外的能力
每种能力都会在会话期间解锁特定的协议功能。例如:
  • 已实现的服务器功能必须在服务器的能力中公布
  • 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能力
  • 采样需要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对支持的功能有明确的理解,同时保持协议的可扩展性。