1. MCP架构 #
Model Context Protocol (MCP) 采用客户端-主机-服务器架构，每台主机可运行多个客户端实例。该架构使用户能在应用间集成AI能力，同时保持清晰的安全边界并实现关注点隔离。基于JSON-RPC构建的MCP提供了一种有状态的会话协议，专注于客户端与服务器之间的上下文交换和采样协调。
2. 核心组件 #
2.1 架构图 #
2.2 主机 (Host) #
宿主进程充当容器和协调者的角色：
- 创建并管理多个客户端实例 - 负责启动和维护客户端连接
- 控制客户端连接权限与生命周期 - 管理客户端的访问权限和运行状态
- 强制执行安全策略和同意要求 - 确保所有操作符合安全规范
- 处理用户授权决策 - 管理用户权限和访问控制
- 协调AI/LLM集成与采样 - 处理AI模型的集成和请求调度
- 管理跨客户端的上下文聚合 - 整合来自不同客户端的信息
2.3 客户端 (Client) #
每个客户端由主机创建并保持独立的服务器连接：
- 为每个服务器建立一个有状态的会话 - 维护与特定服务器的连接状态
- 处理协议协商和能力交换 - 与服务器协商支持的功能
- 路由协议消息双向传输 - 在主机和服务器之间传递消息
- 管理订阅和通知 - 处理事件订阅和通知机制
- 在服务器之间维护安全边界 - 确保不同服务器间的隔离
重要说明：一个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之间保持1:1的对应关系。
2.4 服务器 (Server) #
服务器提供专业化的上下文环境与功能支持：
- 通过MCP原语暴露资源、工具和提示 - 提供标准化的接口
- 独立运作，职责明确 - 每个服务器专注于特定功能
- 通过客户端接口进行请求采样 - 响应客户端的请求
- 必须遵守安全限制 - 遵循安全策略和权限控制
- 可以是本地进程或远程服务 - 支持多种部署方式
3. 设计原则 #
MCP建立在若干关键设计原则之上，这些原则指导了其架构与实现：
3.1 服务器搭建应当极其简便 #
- 主机应用程序负责处理复杂的编排职责 - 简化服务器开发
- 服务器专注于特定且定义明确的功能 - 职责单一，易于维护
- 简洁的接口能最大限度地减少实现开销 - 降低开发成本
- 清晰的分离能实现可维护的代码 - 提高代码质量
3.2 服务器应具备高度可组合性 #
- 每台服务器都独立提供专注的功能 - 模块化设计
- 多台服务器可无缝组合 - 支持功能组合
- 共享协议实现互操作性 - 标准化接口
- 模块化设计支持可扩展性 - 便于功能扩展
3.3 服务器不应能读取整个对话，也无法"窥探"其他服务器的内容 #
- 服务器仅接收必要的上下文信息 - 最小权限原则
- 完整的对话历史记录保留在主机端 - 集中管理
- 每个服务器连接保持隔离状态 - 安全隔离
- 跨服务器交互由主机控制 - 统一协调
- 主机进程强制执行安全边界 - 安全控制
3.4 功能可以逐步添加到服务器和客户端中 #
- 核心协议提供最低限度的必需功能 - 基础功能
- 可根据需要协商额外的功能 - 按需扩展
- 服务器与客户端独立演进 - 灵活发展
- 为未来扩展性设计的协议 - 前瞻性设计
- 向后兼容性得以保持 - 稳定性保证
4. 能力协商 #
Model Context Protocol采用基于能力的协商系统，客户端和服务器在初始化阶段会明确声明各自支持的功能特性。这些能力决定了会话期间可用的协议功能和基础操作原语。
4.1 协商流程 #
4.2 能力声明 #
- 服务器声明其能力，如资源订阅、工具支持以及prompt templates
- 客户端声明其支持的功能，如采样支持和通知处理
- 双方必须在整个会话过程中尊重已声明的能力范围
- 可通过协议扩展协商额外功能
4.3 能力示例 #
每项能力都会解锁会话期间可使用的特定协议功能。例如：
- 已实现服务器特性必须在服务器的功能中宣传
- 发送资源订阅通知需要服务器声明支持订阅功能
- 工具调用需要服务器声明其工具能力
- 采样要求客户端在其功能声明中表明支持
这种能力协商确保客户端和服务器对支持的功能有清晰理解，同时保持协议的可扩展性。
5. 总结 #
MCP架构通过清晰的角色分离和设计原则，实现了：
- 模块化设计 - 每个组件职责明确，易于开发和维护
- 安全隔离 - 通过主机控制实现安全边界
- 可扩展性 - 支持功能逐步添加和组合
- 互操作性 - 基于标准化协议实现组件间通信
这种架构使得AI能力能够安全、高效地集成到各种应用程序中，同时保持了系统的灵活性和可维护性。