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MCP架构详解

MCP（ModelContextProtocol）是一种标准化协议，旨在解决大模型（LLM）与外

部数据源、工具的交互难题。其架构设计以客户端-服务器模式为核心，通过分层组件和

标准化的通信机制，实现了AI与资源的无缝连接。以下从核心组件、通信机制、资源类

型及工作流程四个维度进行详细解析：

一、核心架构组件

MCP架构包含三个核心角色，形成清晰的协作链条：

1.MCP主机（Hosts）

发起请求的应用程序，例如ClaudeDesktop、AI编程工具（如CursorIDE）或其他AI

应用。其核心职责包括：

•与用户交互并解析需求

•管理MCP客户端连接

•整合服务器返回的上下文数据供LLM使用

2.MCP客户端（Clients）

作为主机与服务器之间的桥梁，每个客户端与服务器保持11连接，主要功能包括：

•向服务器发送请求（如数据查询或工具调用）

•接收并处理响应结果

•维护会话状态和订阅关系

3.MCP服务器（Servers）

轻量级服务程序，提供标准化接口访问资源，分为两类：

•本地服务器：访问本地文件、数据库（如SQLite、PostgreSQL）或服务

•远程服务器：连接互联网API（如GitHub、Slack）或云服务

服务器核心功能包括资源暴露、工具执行和动态提示生成

二、通信机制设计

MCP通过分层协议实现高效交互：

1.协议层（ProtocolLayer）

•基于JSON-RPC2.0规范定义消息格式

•支持三种消息类型：

◦请求（Request）：需响应的操作（如resources/get）

◦通知（Notification）：单向消息（如日志事件）

◦响应（Result/Error）：包含执行结果或错误码

2.传输层（TransportLayer）

•Stdio传输：本地进程间通信，通过标准输入/输出流交互

•HTTP/2传输：支持远程通信及服务器推送事件（SSE）

3.生命周期管理

包含初始化握手（交换协议版本与能力）、消息交互、连接终止三个阶段，支持批处理

优化网络性能

三、资源与能力抽象

MCP服务器通过三类原语对外暴露能力：

1.资源（Resources）

•静态数据：文件内容、数据库记录、API响应等

•动态模板：通过URI模板（如/users/{userId}）生成动态资源

•访问方式：通过resources/list和resources/get方法获取

2.工具（Tools）

•可执行函数：定义名称、描述及JSONSchema输入参数

•示例工具：Git提交、数据库修改、API调用等

•调用流程：LLM决策→用户授权→服务器执行

3.提示（Prompts）

•动态生成提示模板：根据参数（如编程语言）生成定制化提示

•结构定义：包含名称、描述、参数列表及消息序列

四、工作流程解析

典型交互流程分为六个阶段：

1.连接建立

客户端启动服务器进程（本地）或发起HTTP连接（远程），完成协议版本协商

2.能力发现

客户端通过initialize请求获取服务器支持的资源、工具和提示列表

3.请求处理

•主机解析用户请求（如查询上周会议记录）

•客户端选择匹配的服务器发送请求（如文件系统服务器）

4.操作执行

服务器访问本地文件/数据库或调用远程API，执行具体操作

5.结果返回

服务器将数据封装为标准JSON格式（如文件内容或API响应）返回客户端

6.上下文整合

客户端将结果注入LLM上下文，生成最终自然语言响应

五、架构优势与场景

1.标准化优势

•统一接口：消除不同工具/数据源的适配成本

•模块化扩展：通过新增服务器快速接入新能力

2.安全特性

•本地资源隔离：敏感数据无需上传云端

•权限控制：用户可逐项授权资源访问

3.典型应用场景

•企业数据助手：跨系统查询HR数据库、项目管理工具

•智能编程：IDE实时访问代码库、生成提交消息