模型上下文协议 (MCP) -架构

根据官方规范-架构 -- Model Context Protocol (MCP),MCP的核心架构可以用一张图来概括:

```mermaid

flowchart TB

subgraph Host["应用程序主机进程"]

direction TB

H[主机] --> C1[客户端 1]

H --> C2[客户端 2]

H --> C3[客户端 3]

end

subgraph Local["本地环境"]

S1[服务器 1<br>(文件、Git)] --> R1[(本地资源)]

S2[服务器 2<br>(数据库)] --> R2[(本地资源)]

end

subgraph Remote["远程服务"]

S3[服务器 3<br>(外部API)] --> R3[(远程资源)]

end

C1 --> S1

C2 --> S2

C3 --> S3

```

这张图清晰地展示了三个核心组件的关系,下面我为你逐一拆解。

🧩 核心组件职责

从开发视角看,这三个组件各司其职,共同构成了MCP的骨架:

| 组件 | 核心职责 | 关键点 |

| :--- | :--- | :--- |

| **主机 (Host)** | 是用户环境和AI交互的**协调者与容器**。 | 负责创建和管理多个客户端实例、控制连接权限、执行安全策略,并协调AI(如LLM)与客户端的交互。它是用户与MCP世界交互的入口。 |

| **客户端 (Client)** | 是与服务器建立**一对一连接**的会话管理者。 | 每个客户端由主机创建,并**只能连接到一个服务器**。它负责协议协商、消息路由和维护与服务器之间的安全边界。 |

| **服务器 (Server)** | 是**专业能力的提供者**,专注于具体功能。 | 通过资源、工具和提示等原语暴露能力,可以运行在本地或远程。它只处理自己职责范围内的请求,不感知其他服务器的存在。 |

🎯 核心设计原则

官方规范中强调的几个设计原则,对开发者理解架构意图至关重要:

  1. **服务器要简单可组合**:服务器只聚焦单一功能,像"乐高积木"一样。主机负责将这些"积木"组合起来提供给AI。

  2. **服务器要高度隔离**:每个服务器只能获取完成任务所必需的上下文,**无法读取完整对话或感知其他服务器**。这既是安全边界,也是隐私保护。

  3. **能力协商是基础**:客户端和服务器在建立会话时,会通过初始化握手明确声明各自支持的能力(如:服务器是否支持工具调用?客户端是否支持AI采样?),后续通信严格遵守这些约定。

🔄 基础通信模式与能力协商

基于上述组件和原则,MCP的通信自然衍生出两种基础模式:

* **本地进程通信 (Stdio)**:当服务器与客户端在同一主机时,通常通过标准输入/输出进行通信。这是实现本地隔离的常用方式。

* **远程网络通信 (SSE/HTTP)**:当服务器作为独立服务远程部署时,客户端通过Server-Sent Events或HTTP流与其交互。

无论是哪种模式,通信都遵循**JSON-RPC 2.0**格式,并通过**能力协商**确保双方"说同一种语言"。下面是官方的协商和交互流程:

```mermaid

sequenceDiagram

participant Host

participant Client

participant Server

Host->>+Client: 初始化客户端

Client->>+Server: 初始化(携带自身能力)

Server-->>Client: 初始化响应(携带自身能力)

Note over Host,Server: 会话建立,能力已知

loop 客户端请求(如调用工具)

Host->>Client: 用户或AI发起的操作

Client->>Server: 请求(工具/资源)

Server-->>Client: 响应

Client-->>Host: 更新UI或响应模型

end

loop 服务器请求(如请求AI采样)

Server->>Client: 采样请求

Client->>Host: 转发给AI

Host-->>Client: AI响应

Client-->>Server: 采样结果

end

Host->>Client: 终止会话

Client->>-Server: 结束会话

```

🔗 从官方架构到部署模式

理解了上述核心,我们再回看你之前提到的各种部署模式,就能明白它们都是在官方架构框架内的合理变体:

* **多Server聚合模式**:这正是**主机创建多个客户端**,每个客户端连接一个服务器的标准用法。主机负责聚合所有服务器的能力。

* **链式代理模式**:一个服务器本身可以作为一个**嵌套的"主机"**,在其内部创建自己的客户端去连接其他服务器。这并不违反规范,但要求这个"代理服务器"承担起主机的部分协调职责。

* **混合部署模式**:完美体现了"服务器可以是本地进程或远程服务"的灵活性。主机可以通过不同的客户端,同时管理stdio连接和SSE连接。

💡 开发者要点总结

  1. **主机是核心**:实现一个MCP主机是最复杂的部分,因为它要负责管理多个客户端、聚合上下文、与AI交互并执行安全策略。

  2. **服务器尽量精简**:开发服务器时,保持功能单一和明确。它不需要关心外部环境,只需通过协议暴露自己的能力。

  3. **能力协商是起点**:在设计客户端或服务器时,首先明确自己支持的能力,并在初始化阶段正确声明。这是保证互操作性的关键。

  4. **安全隔离是红线**:永远不要在设计上打破"服务器无法看到完整对话"的边界。这是MCP安全模型的基础。

希望这份梳理能帮助你更好地理解MCP架构。如果你在开发具体组件(如实现一个特定功能的服务器,或设计主机聚合逻辑)时有更深入的问题,我们可以继续探讨。

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