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# 架构

模型上下文协议（MCP）采用客户端-主机-服务器架构，其中每个主机可以运行多个客户端实例。这种架构使用户能够在应用程序中集成 AI 能力，同时保持清晰的安全边界和职责隔离。MCP 基于 JSON-RPC 构建，提供了一个有状态的会话协议，专注于客户端和服务器之间的上下文交换和采样协调。

## 核心组件

```mermaid theme={null}
graph LR
    subgraph "应用程序主机进程"
        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 & 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

主机进程作为容器和协调者：

* 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
* 执行安全策略和同意要求
* 处理用户授权决策
* 协调 AI/LLM 集成和采样
* 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，并维护一个隔离的服务器连接：

* 每个服务器建立一个有状态的会话
* 处理协议协商和能力交换
* 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

主机应用程序创建并管理多个客户端，每个客户端与特定服务器保持一对一的关系。

### 服务器

服务器提供专门的上下文和能力：

* 通过 MCP 原语暴露资源、工具和提示
* 独立运行并承担明确职责
* 通过客户端接口请求采样
* 必须遵守安全限制
* 可以是本地进程或远程服务

## 设计原则

MCP 的架构和实现基于以下几个关键设计原则：

1. **服务器应易于构建**
   * 主机应用程序处理复杂的编排职责
   * 服务器专注于特定且定义明确的能力
   * 简单的接口最小化实现开销
   * 明确的分离使代码易于维护

2. **服务器应高度可组合**
   * 每个服务器在隔离中提供专注的功能
   * 可以无缝组合多个服务器
   * 共享协议实现互操作性
   * 模块化设计支持可扩展性

3. **服务器不应能够读取整个对话，也不应“看到”其他服务器**
   * 服务器仅接收必要的上下文信息
   * 完整的对话历史保留在主机上
   * 每个服务器连接保持隔离
   * 服务器之间的交互由主机控制
   * 主机进程强制执行安全边界

4. **功能可以逐步添加到服务器和客户端**
   * 核心协议提供最少的必要功能
   * 可以按需协商附加能力
   * 服务器和客户端独立演进
   * 协议设计支持未来的可扩展性
   * 保持向后兼容性

## 功能协商

模型上下文协议使用基于能力的协商系统，客户端和服务器在初始化期间明确声明其支持的功能。能力决定了会话期间可用的协议功能和原语。

* 服务器声明诸如资源订阅、工具支持和提示模板等功能
* 客户端声明诸如采样支持和通知处理等功能
* 双方在整个会话过程中必须遵守声明的能力
* 可以通过协议扩展协商附加能力

```mermaid theme={null}
sequenceDiagram
    participant Host
    participant Client
    participant Server

    Host->>+Client: 初始化客户端
    Client->>+Server: 使用能力初始化会话
    Server-->>Client: 响应支持的能力

    Note over Host,Server: 具有协商功能的活动会话

    loop 客户端请求
        Host->>Client: 用户或模型发起的操作
        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
        Server->>Client: 请求（采样）
        Client->>Host: 转发至 AI
        Host-->>Client: AI 响应
        Client-->>Server: 响应
    end

    loop 通知
        Server--)Client: 资源更新
        Client--)Server: 状态变更
    end

    Host->>Client: 终止
    Client->>-Server: 结束会话
    deactivate Server
```

每种能力在会话期间解锁特定的协议功能。例如：

* 实现的[服务器功能](/specification/2025-03-26/server)必须在服务器的能力中声明
* 发出资源订阅通知需要服务器声明订阅支持
* 工具调用需要服务器声明工具能力
* [采样](/specification/2025-03-26/client)需要客户端在其能力中声明支持

这种能力协商确保客户端和服务器对支持的功能有清晰的理解，同时保持协议的可扩展性。