MCP 协议规范研究笔记
MCP 协议规范研究笔记
MCP 是什么
MCP（Model Context Protocol，模型上下文协议）是 Anthropic 于 2024 年 11 月开源的一套开放协议，用于 AI 应用（宿主）与外部数据源、工具之间的标准化通信。目标是让任何 AI 客户端对接任何 MCP 服务器，类似"AI 界的 USB-C"。
它解决的是工具接入的碎片化问题：在没有统一协议之前，每个 AI 应用对接外部工具都要各自实现一套接入逻辑，MCP 把"发现工具、调用工具、读取资源"这套交互标准化。
MCP 支持什么
协议定义了三个核心原语：
- tools：模型可以调用的函数，有输入输出 schema 描述，服务器声明、客户端调用
- resources：可供模型读取的数据，类似文件读取，有 URI 定位
- prompts：可复用的提示模板，由服务器预定义
此外支持的能力包括：
- 采样（sampling）：服务器反向请求客户端调用模型（用于代理场景，如服务器需要模型决策时）
- 轮询根（roots）：客户端告知服务器可访问的目录/资源根
- 日志（logging）：服务器向客户端发送日志消息
- 结构化输出：工具调用返回结构化 JSON（2025-06-18 版起）
- elicitation：工具执行过程中需要向用户追问澄清（2025-06-18 版起）
- 任务（Tasks）：长耗时请求的异步执行，先提交后轮询结果（2025-11-25 版为实验性，2026-07-28 版转正为扩展）
技术形态
消息格式：基于 JSON-RPC 2.0，复用其请求/响应/通知和错误码结构，MCP 在其上定义具体方法名和语义。
传输层：
- stdio：本地进程间通信，通过标准输入输出传 JSON 消息
- Streamable HTTP：远程通信，2025-03-26 版引入，替代早期 HTTP+SSE 方案，支持服务端流式响应
生命周期：连接后先 initialize，双方声明协议版本和各自支持的能力（capabilities 协商），不支持的功能不启用；随后进入正常消息交换，最后 shutdown。版本协商取双方支持的交集，保证新旧实现共存。
授权：远程场景使用 OAuth 2.x（2025-03-26 版引入 OAuth 2.1），资源访问用 RFC 8707 Resource Indicators 指明目标；2025-11-25 版加入 OpenID Connect Discovery 发现授权服务器、增量 scope 授权、OAuth Client ID Metadata Documents（用客户端自有的 URL 作为 client_id，替代逐服务器注册）。
SDK 与实现：官方提供多语言 SDK，分 Tier 1 / Tier 2 等级，Tier 1 语言需在新规范发布后十周内更新支持。规范、SDK、参考实现三者绑定交付。
协议的写法
消息层：一个典型调用长这样
MCP 会话从 initialize 开始，双方声明协议版本和能力，取交集工作：
// 客户端 → 服务器
{"jsonrpc": "2.0", "id": 1, "method": "initialize", "params": {"protocolVersion": "2025-11-25", "capabilities": {}, "clientInfo": {"name": "example-client", "version": "1.0.0"}}}
// 服务器 → 客户端
{"jsonrpc": "2.0", "id": 1, "result": {"protocolVersion": "2025-11-25", "capabilities": {"tools": {}}, "serverInfo": {"name": "example-server", "version": "1.0.0"}}}
之后客户端发 notifications/initialized 通知，进入正常消息交换。
发现工具：
{"jsonrpc": "2.0", "id": 2, "method": "tools/list"}
{"jsonrpc": "2.0", "id": 2, "result": {"tools": [{"name": "get_weather", "description": "获取指定城市的天气", "inputSchema": {"type": "object", "properties": {"city": {"type": "string", "description": "城市名"}}, "required": ["city"]}}]}}
调用工具：
{"jsonrpc": "2.0", "id": 3, "method": "tools/call", "params": {"name": "get_weather", "arguments": {"city": "上海"}}}
{"jsonrpc": "2.0", "id": 3, "result": {"content": [{"type": "text", "text": "上海: 多云, 25°C"}]}}
SDK 层：写一个最小服务器
官方 Python SDK 的 FastMCP 封装直接写函数即可：函数名成为工具名、docstring 成为工具描述、类型注解自动生成 inputSchema。
from mcp.server.fastmcp import FastMCP
mcp = FastMCP("weather-server")
@mcp.tool()
def get_weather(city: str) -> str:
"""获取指定城市的天气"""
return f"{city}: 多云, 25°C"
if __name__ == "__main__":
mcp.run(transport="stdio")
安装 pip install mcp 后即可运行，默认 stdio 方式与客户端通信；transport="streamable-http" 切换为 HTTP 模式。
TypeScript 官方 SDK 对应写法：
import { McpServer } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/mcp.js";
import { StdioServerTransport } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/stdio.js";
const server = new McpServer({ name: "weather-server", version: "1.0.0" });
server.tool("get_weather", { city: z.string().describe("城市名") }, async ({ city }) => ({
content: [{ type: "text", text: `${city}: 多云, 25°C` }]
}));
await server.connect(new StdioServerTransport());
宿主客户端（如 Claude Desktop）通过 JSON 声明服务器启动命令：
{"mcpServers": {"weather": {"command": "python", "args": ["weather_server.py"]}}}
版本演进
规范以日期为版本号，每个日期版本标记最后一次不向后兼容的变更：
- 2024-11-05：首个稳定版，确立客户端-服务器模型和 tools/resources/prompts 三个原语
- 2025-03-26：引入 Streamable HTTP 传输、OAuth 2.1 授权
- 2025-06-18：结构化输出、elicitation、强化授权，移除 JSON-RPC batching
- 2025-11-25：OpenID Connect Discovery、图标元数据、增量 scope 授权、采样中调工具、Client ID Metadata Documents、实验性 Tasks、JSON Schema 2020-12 成为默认方言
- 2026-07-28：协议核心改为无状态（stateless），Tasks 转正为扩展，MCP Apps 扩展（沙箱 iframe 渲染服务器端 HTML UI），确立正式弃用政策（功能弃用窗口最少十二个月；Roots、Sampling、Logging 被标记 deprecated，未移除）
规范治理机制
- SEP（MCP Enhancement Proposal）提案制：重大变更以提案形式提交，写明动机、设计、兼容性影响，评审通过后进入规范
- Working Group：规范、SDK、扩展、安全分工作组维护
- 扩展机制：核心保持最小，新能力以命名扩展的形式独立发布（如 Tasks、MCP Apps）
- 变更管理：新增功能可先标"实验性"进入规范，成熟后转正；废弃功能给足弃用窗口
本文由 AIGC 调研生成，仅做研究笔记和参考，真实性需要自行考证。