架构
社区译文;来源: MCP 80041ab0
模型上下文协议(Model Context Protocol,简称 MCP)采用客户端-主机-服务器架构,每个主机可以运行多个客户端实例。MCP 是无状态协议:每个请求都是自包含的,并携带自己的协议版本和能力。 这种架构使用户能够跨应用集成 AI 能力,同时保持清晰的安全边界并隔离关注点。MCP 构建于 JSON-RPC 之上,专注于客户端与服务器之间的上下文交换和采样协调。
核心组件
graph LR
subgraph "应用主机进程"
H[主机]
C1[客户端 1]
C2[客户端 2]
C3[客户端 3]
H --> C1
H --> C2
H --> C3
end
subgraph "本地机器"
S1[服务器 1<br>文件与 Git]
S2[服务器 2<br>数据库]
R1[("本地<br>资源 A")]
R2[("本地<br>资源 B")]
C1 --> S1
C2 --> S2
S1 <--> R1
S2 <--> R2
end
subgraph "互联网"
S3[服务器 3<br>外部 API]
R3[("远程<br>资源 C")]
C3 --> S3
S3 <--> R3
end
主机
主机进程充当容器和协调器:
- 创建并管理多个客户端实例
- 控制客户端连接权限和生命周期
- 强制执行安全策略和同意要求
- 处理用户授权决定
- 协调 AI/LLM 集成与采样
- 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,并且只与一个服务器通信:
- 只与一个服务器通信
- 在每个请求中附加协议版本和能力
- 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
主机应用创建并管理多个客户端,每个客户端与特定服务器保持 1:1 关系。
服务器
服务器提供专门的上下文和能力:
- 通过 MCP 原语公开资源、工具和提示
- 独立运行并聚焦明确职责
- 在响应中通过
InputRequiredResult请求客户端输入(采样(Sampling)、信息征询(Elicitation)、根目录(Roots)) - 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 建立在若干关键设计原则之上,这些原则指导其架构和实现:
服务器应该非常容易构建
- 主机应用负责复杂的编排职责
- 服务器专注于特定且定义明确的能力
- 简单接口降低实现开销
- 清晰分离使代码易于维护
服务器应该高度可组合
- 每个服务器独立提供聚焦的功能
- 多个服务器可以无缝组合
- 共享协议实现互操作
- 模块化设计支持扩展
服务器不应读取整个对话,也不应“看到”其他服务器
- 服务器只接收必要的上下文信息
- 完整对话历史保留在主机中
- 每个服务器保持隔离
- 跨服务器交互由主机控制
- 主机进程强制执行安全边界
可以逐步向服务器和客户端增加功能
- 核心协议提供最少的必需功能
- 可按需协商附加能力
- 服务器和客户端可以独立演进
- 协议为未来扩展而设计
- 保持向后兼容性
能力协商
模型上下文协议采用基于能力的协商系统,客户端和服务器在每个请求中声明各自支持的功能。客户端在每个请求的 _meta.io.modelcontextprotocol/clientCapabilities 中包含其能力。服务器通过 server/discover(英文)
响应通告其能力;客户端可以在任何其他请求前调用该方法,以预先发现能力。
- 服务器声明工具支持、资源订阅和提示模板等能力
- 客户端声明采样支持和信息征询处理等能力
- 双方必须在整个交互过程中遵守已声明的能力
- 可以通过协议扩展协商附加能力
sequenceDiagram
participant Host
participant Client
participant Server
opt 发现
Client->>Server: server/discover
Server-->>Client: 支持的版本 + 能力
end
loop 客户端请求
Host->>Client: 用户或模型发起的操作
Client->>Server: 请求(包含 _meta:版本、clientCapabilities)
alt 服务器需要客户端输入
Server-->>Client: InputRequiredResult(例如 sampling/createMessage)
Client->>Host: 转发给 AI
Host-->>Client: AI 响应
Client->>Server: 原请求(包含输入)
end
Server-->>Client: 响应
Client-->>Host: 更新 UI 或响应模型
end
opt 订阅
Client->>Server: subscriptions/listen(toolsListChanged、resourceSubscriptions 等)
Server--)Client: notifications/subscriptions/acknowledged
loop 流
Server--)Client: notifications/*(带 subscriptionId)
end
end
每项能力都会按请求解锁特定的协议功能。例如:
- 已实现的服务器功能(英文) 必须在服务器能力中通告
- 接收资源更新通知需要打开包含所需资源 URI 的
subscriptions/listen流 - 调用工具(英文) 要求服务器声明工具能力
这种能力协商确保客户端和服务器清楚了解所支持的功能,同时保持协议的可扩展性。