前言
在上一篇《MCP系列之基础篇》中，我们初步了解了MCP（模型上下文协议）的基本概念和价值。本篇文章将深入探讨MCP的技术架构，帮助开发者和技术爱好者更全面地理解这一协议的内部工作机制。我们将剖析MCP的核心组件、通信模型和工作流程，解析Host、Client和Server三者之间的关系与交互方式。
MCP架构概览
首先，让我们回顾MCP的基本架构。MCP采用典型的客户端-服务器模式，由三个主要组件构成：
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│ MCP Host │
│ (应用程序/AI界面) │
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│ │ MCP Client │ │ MCP Client │ │
│ │ (客户端模块) │ │ (客户端模块) │ │
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│ MCP Server │ │ MCP Server │
│ (服务器) │ │ (服务器) │
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这个架构的设计理念是：
- 组件分离：明确划分不同组件的职责，使系统更加模块化
- 标准化通信：通过统一的协议规范组件间的通信方式
- 可扩展性：支持一个Host连接多个Client，一个Client连接一个Server
- 独立运行：各组件可以在不同环境中独立运行
接下来，我们将详细分析每个组件的职责和工作方式。
三大核心组件详解
1. MCP主机（Host）
MCP主机是整个系统的核心控制中心，通常是面向用户的应用程序，如AI助手应用、代码编辑器或企业知识库系统。
主机的主要职责：
- 用户交互：提供用户界面，接收用户输入并展示AI响应
- LLM集成：与大型语言模型（如Claude、GPT等）集成，处理自然语言理解和生成
- 客户端管理：初始化和管理多个MCP客户端
- 上下文聚合：整合来自多个客户端的信息，形成完整上下文
- 会话管理：维护用户会话状态和历史记录
- 权限控制：管理用户对不同服务器的访问权限
MCP主机的特点是可以同时连接多个MCP客户端，每个客户端对应一个特定服务。例如，一个AI编程助手可能连接了文件系统客户端、代码分析客户端和Git操作客户端等。
主机的典型实现示例：
- Claude Desktop：Anthropic的桌面应用，集成了多种MCP服务
- Cursor：基于AI的代码编辑器，通过MCP连接代码分析和版本控制等工具
- Microsoft Copilot：微软的AI助手，支持MCP协议连接企业内部系统
2. MCP客户端（Client）
MCP客户端是连接主机和服务器的桥梁，负责处理主机与特定服务器之间的通信。每个客户端维护与一个服务器的一对一连接关系。
客户端的主要职责：
- 连接管理：与服务器建立和维护连接
- 消息路由：在主机和服务器之间传递请求和响应
- 协议转换：将主机请求转换为符合MCP协议的格式
- 能力发现：发现并报告服务器提供的工具和资源
- 状态监控：监控服务器连接状态和健康度
客户端的一个核心特性是它与单个服务器的一对一关系，这种设计提高了系统的安全性和隔离性，防止一个服务器访问其他服务的数据。
客户端的工作流程：
- 初始化：客户端启动并连接到指定服务器
- 能力协商：与服务器交换支持的协议版本和功能
- 工具发现：获取服务器提供的工具和资源列表
- 请求处理：接收主机请求，转发给服务器，并将响应返回主机
- 监控和重连：监控连接状态，在断开时尝试重新连接
3. MCP服务器（Server）
MCP服务器是实际功能的提供者，负责响应客户端请求并执行特定操作。服务器可以提供三类主要功能：工具、资源和提示。
服务器的主要职责：
- 工具提供：实现可执行的功能，如文件操作、数据查询、API调用等
- 资源访问：提供对只读数据的访问，如文档、数据库记录等
- 提示管理：提供预定义的指令模板，帮助模型更好地理解任务
- 执行操作：根据客户端请求执行具体操作并返回结果
- 安全控制：实施访问控制和权限验证
服务器的设计理念是"专注于做好一件事"，每个服务器通常专注于特定领域的功能，如文件系统服务器、数据库服务器或API集成服务器。
服务器提供的三类功能：
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工具（Tools）
- 可执行操作的功能
- 通常需要输入参数，并产生结果输出
- 例如：文件读写、API调用、数学计算
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资源（Resources）
- 只读的数据或信息
- 通常用于提供上下文或背景知识
- 例如：文档内容、数据库记录、日志数据
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提示（Prompts）
- 预定义的指令模板
- 帮助模型理解特定任务或领域
- 例如：编码指南、查询模板、分析框架
MCP通信协议详解
MCP的核心是其标准化的通信协议，它定义了系统各组件之间如何交换信息。这种协议基于JSON-RPC 2.0，一种轻量级的远程过程调用协议。
协议层次结构
MCP协议可以分为以下几个层次：
- 基础协议层：基于JSON-RPC 2.0的核心消息格式
- 传输层：支持多种传输机制（如stdio、SSE）</
