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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中集成 AI 功能,同时保持清晰的安全边界并隔离关注点。基于 JSON-RPC 构建的 MCP 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
  • 实施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与服务器的隔离连接:
  • 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
  • 在服务器之间维护安全边界
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具有 1:1 的关系。

服务器

服务器提供专门的上下文和功能:
  • 通过 MCP 原语暴露资源、工具和提示
  • 以独立的、专注的责任运行
  • 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信息:
  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、定义明确的功能
    • 简单接口最小化实现开销
    • 清晰分离实现可维护代码
  2. 服务器应该高度可组合
    • 每个服务器以隔离方式提供专注功能
    • 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. 服务器不应该能够读取整个对话,也不能”看到”其他服务器
    • 服务器仅接收必要的上下文信息
    • 完整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
    • 主机进程实施安全边界
  4. 功能可以逐步添加到服务器和客户端
    • 核心协议提供最小的必需功能
    • 根据需要可以协商额外功能
    • 服务器和客户端独立演进
    • 协议设计用于未来可扩展性
    • 保持向后兼容性

功能协商

模型上下文协议使用基于功能的协商系统,客户端和服务器在初始化期间明确声明其支持的功能。功能确定会话期间哪些协议功能和原语可用。
  • 服务器声明如资源订阅、工具支持和提示模板等功能
  • 客户端声明如采样支持和通知处理等功能
  • 会话期间双方必须遵守声明的功能
  • 通过协议扩展可以协商额外功能
每个功能解锁会话期间使用的特定协议功能。例如:
  • 实现的服务器功能必须在服务器的功能中公布
  • 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理解,同时保持协议的可扩展性。