目录
[一、协议本质：JSON-RPC 2.0 + 约定](#一、协议本质：JSON-RPC 2.0 + 约定)
[1. JSON-RPC 2.0 基础](#1. JSON-RPC 2.0 基础)
[1. 初始化消息（初始化握手）](#1. 初始化消息（初始化握手）)
[2. 工具相关消息](#2. 工具相关消息)
[3. 资源相关消息](#3. 资源相关消息)
[4. 通知消息（服务器主动推送）](#4. 通知消息（服务器主动推送）)
[STDIO 通信示例](#STDIO 通信示例)
[1. 工具（Tools）规范](#1. 工具（Tools）规范)
[2. 资源（Resources）规范](#2. 资源（Resources）规范)
[3. 内容（Content）类型](#3. 内容（Content）类型)
[Python 实现片段](#Python 实现片段)
[十、总结：MCP 协议是什么](#十、总结：MCP 协议是什么)
MCP 协议是 Model Context Protocol 的规范，定义了 LLM 与工具之间的标准通信方式。
一、协议本质：JSON-RPC 2.0 + 约定
核心组成
MCP 协议 = JSON-RPC 2.0 基础协议 + 特定消息约定 + 传输约定1. JSON-RPC 2.0 基础
每个消息都是这样的 JSON：
{
"jsonrpc": "2.0", // 必填，版本标识
"id": 1, // 请求ID，用于匹配响应
"method": "tools/list", // 方法名
"params": {...} // 参数
}响应格式：
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 1, // 与请求的 id 对应
"result": {...} // 成功结果
// 或
"error": {...} // 错误信息
}二、协议消息全集（核心内容）
1. 初始化消息（初始化握手）
客户端 → 服务器：
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 1,
"method": "initialize",
"params": {
"protocolVersion": "2024-11-05",
"capabilities": {
"roots": { "listChanged": true },
"tools": {},
"resources": {}
},
"clientInfo": {
"name": "claude",
"version": "1.0.0"
}
}
}服务器响应：
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 1,
"result": {
"protocolVersion": "2024-11-05",
"capabilities": {
"tools": {},
"resources": {}
},
"serverInfo": {
"name": "weather-server",
"version": "1.0.0"
}
}
}2. 工具相关消息
列出工具：
// 请求
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 2,
"method": "tools/list"
}
// 响应
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 2,
"result": {
"tools": [
{
"name": "get_weather",
"description": "获取天气信息",
"inputSchema": {
"type": "object",
"properties": {
"city": {"type": "string"},
"unit": {"enum": ["celsius", "fahrenheit"]}
},
"required": ["city"]
}
}
]
}
}调用工具：
// 请求
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 3,
"method": "tools/call",
"params": {
"name": "get_weather",
"arguments": {
"city": "北京",
"unit": "celsius"
}
}
}
// 响应
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 3,
"result": {
"content": [
{
"type": "text",
"text": "北京天气：晴，25°C，湿度 60%"
},
{
"type": "image",
"data": "base64...",
"mimeType": "image/png"
}
],
"isError": false
}
}3. 资源相关消息
列出资源：
// 请求
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 4,
"method": "resources/list"
}
// 响应
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 4,
"result": {
"resources": [
{
"uri": "file:///reports/q4.md",
"name": "Q4 报告",
"description": "第四季度财务报告",
"mimeType": "text/markdown"
}
]
}
}读取资源：
// 请求
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 5,
"method": "resources/read",
"params": {
"uri": "file:///reports/q4.md"
}
}
// 响应
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 5,
"result": {
"contents": [
{
"uri": "file:///reports/q4.md",
"mimeType": "text/markdown",
"text": "# Q4 财务报告\n\n收入：...\n利润：..."
}
]
}
}4. 通知消息（服务器主动推送）
资源变更通知：
{
"jsonrpc": "2.0",
"method": "notifications/resources/updated",
"params": {
"resources": [
{
"uri": "file:///reports/q4.md",
"changed": true
}
]
}
}进度通知：
{
"jsonrpc": "2.0",
"method": "notifications/progress",
"params": {
"progressToken": "abc123",
"progress": 0.5,
"total": 100
}
}三、协议传输层
支持两种传输方式
1. 标准输入输出（STDIO）
客户端进程
│
├─STDIN───┐
│ ▼
│ 服务器进程
│ ▲
└─STDOUT──┘-
通过管道通信
-
一行一个 JSON 消息
-
用换行符分隔
2. HTTP + Server-Sent Events（SSE）
客户端 ──HTTP POST──▶ 服务器
│ │
│◀──SSE 流───────────│
│ │
└──HTTP POST───▶ │
(调用工具) │STDIO 通信示例
# 服务器读取消息
import sys
import json
def read_message():
line = sys.stdin.readline()
if not line:
return None
return json.loads(line)
def send_message(msg):
json.dump(msg, sys.stdout)
sys.stdout.write('\n')
sys.stdout.flush()
# 客户端发送
echo '{"jsonrpc":"2.0","id":1,"method":"initialize","params":{...}}' | python server.py四、协议中的核心概念
1. 工具（Tools）规范
{
"name": "tool_name", // 工具标识，全局唯一
"description": "...", // 给 LLM 看的描述
"inputSchema": { // JSON Schema
"type": "object",
"properties": {
"param1": {"type": "string"}
},
"required": ["param1"]
}
}2. 资源（Resources）规范
{
"uri": "scheme://path", // 统一资源标识符
"name": "显示名称",
"description": "...", // 资源描述
"mimeType": "text/plain" // 内容类型
}3. 内容（Content）类型
{
"content": [
{
"type": "text", // 文本内容
"text": "Hello World"
},
{
"type": "image", // 图片
"data": "base64...",
"mimeType": "image/png"
},
{
"type": "resource", // 引用其他资源
"resource": {
"uri": "file:///doc.md",
"mimeType": "text/markdown"
}
}
]
}五、完整通信流程示例
完整会话示例
// 1. 初始化
客户端 → {"jsonrpc":"2.0","id":1,"method":"initialize","params":{...}}
服务器 ← {"jsonrpc":"2.0","id":1,"result":{...}}
// 2. 列出工具
客户端 → {"jsonrpc":"2.0","id":2,"method":"tools/list"}
服务器 ← {"jsonrpc":"2.0","id":2,"result":{...}}
// 3. 调用工具
客户端 → {"jsonrpc":"2.0","id":3,"method":"tools/call","params":{...}}
服务器 ← {"jsonrpc":"2.0","id":3,"result":{...}}
// 4. 资源变更通知（服务器主动）
服务器 ← {"jsonrpc":"2.0","method":"notifications/resources/updated","params":{...}}
// 5. 列出资源
客户端 → {"jsonrpc":"2.0","id":4,"method":"resources/list"}
服务器 ← {"jsonrpc":"2.0","id":4,"result":{...}}六、协议的错误处理
错误响应格式
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 123,
"error": {
"code": -32601, // JSON-RPC 标准错误码
"message": "Method not found",
"data": { // MCP 扩展信息
"type": "INVALID_TOOL",
"details": "Tool 'xyz' not found"
}
}
}常见错误码
| 错误码 | 含义 | 场景 |
|---|---|---|
| -32600 | 无效请求 | JSON 格式错误 |
| -32601 | 方法不存在 | 调用未定义的方法 |
| -32602 | 无效参数 | 参数不符合 schema |
| -32700 | 解析错误 | JSON 解析失败 |
| -32000 | 服务器错误 | 工具执行异常 |
七、协议扩展性
扩展字段
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 1,
"method": "tools/call",
"params": {...},
"annotations": { // 扩展字段
"auth": {"token": "..."},
"trace": {"id": "abc123"}
}
}能力协商
{
"capabilities": {
"tools": {
"listChanged": true, // 支持工具变更通知
"callParallel": true // 支持并行调用
},
"resources": {
"subscribe": true, // 支持资源订阅
"listChanged": true
},
"prompts": {} // 提示词能力
}
}八、实际实现示例
Python 实现片段
import json
import sys
import asyncio
from typing import Dict, Any
class MCPServer:
def __init__(self, name: str):
self.name = name
self.tools = {}
self.resources = {}
async def handle_message(self, msg: Dict[str, Any]) -> Dict[str, Any]:
method = msg.get("method")
if method == "initialize":
return {
"jsonrpc": "2.0",
"id": msg["id"],
"result": {
"protocolVersion": "2024-11-05",
"serverInfo": {"name": self.name}
}
}
elif method == "tools/list":
return {
"jsonrpc": "2.0",
"id": msg["id"],
"result": {
"tools": [
{
"name": "echo",
"description": "Echo input",
"inputSchema": {
"type": "object",
"properties": {
"text": {"type": "string"}
}
}
}
]
}
}
elif method == "tools/call":
tool_name = msg["params"]["name"]
arguments = msg["params"]["arguments"]
if tool_name == "echo":
return {
"jsonrpc": "2.0",
"id": msg["id"],
"result": {
"content": [{
"type": "text",
"text": arguments.get("text", "")
}]
}
}完整通信追踪
# 启动服务器
$ python simple_server.py
# 通信过程（STDIO）
发送: {"jsonrpc":"2.0","id":1,"method":"initialize","params":{...}}
接收: {"jsonrpc":"2.0","id":1,"result":{...}}
发送: {"jsonrpc":"2.0","id":2,"method":"tools/list"}
接收: {"jsonrpc":"2.0","id":2,"result":{"tools":[...]}}
发送: {"jsonrpc":"2.0","id":3,"method":"tools/call","params":{...}}
接收: {"jsonrpc":"2.0","id":3,"result":{"content":[...]}}九、协议设计哲学
为什么这样设计？
-
基于 JSON-RPC 2.0：
-
成熟标准，广泛支持
-
请求-响应模型简单
-
良好的错误处理
-
-
STDIO 传输：
-
语言无关性
-
简单可靠
-
无需网络配置
-
-
声明式工具定义：
-
LLM 可理解工具用途
-
运行时发现能力
-
类型安全输入
-
-
资源概念：
-
统一数据访问
-
变更通知机制
-
内容协商能力
-
与其他协议对比
| 协议 | 特点 | 与 MCP 的区别 |
|---|---|---|
| OpenAI Function Calling | 函数调用，供应商绑定 | MCP 是开放协议 |
| gRPC | 高性能 RPC，复杂 | MCP 更简单，JSON 友好 |
| REST API | HTTP 资源操作 | MCP 是 LLM 专用协议 |
| LSP | 编辑器语言服务 | 类似理念，不同领域 |
十、总结：MCP 协议是什么
MCP 协议是：
-
一套规范：定义了 LLM 如何与外部工具通信
-
基于 JSON-RPC 2.0：使用成熟的 RPC 标准
-
传输无关：支持 STDIO 和 HTTP/SSE
-
声明式：工具和资源有明确的 schema
-
双向通信：客户端调用工具，服务器主动通知
-
扩展性强：支持多种内容类型和扩展字段
简单说：
MCP 协议 = JSON 消息格式 + 通信约定 + 工具定义规范核心价值：
-
标准化 LLM 工具调用
-
实现工具的动态发现
-
提供安全的执行环境
-
支持丰富的返回类型
这就是为什么说 MCP Server 是"遵循 MCP 协议的进程"------它必须按照这个规范接收和发送 JSON 消息，才能与 Claude 等 LLM 应用正常通信。