从零开始学MCP(1)| MCP 协议核心原理解析

统一 AI 工具调用的“通信语言”
关键词:工具调用标准化、Client/Server 架构、上下文传递、SSE 流式响应

一、MCP 解决了什么痛点?

在 MCP 出现之前,AI 应用调用外部工具(如数据库、API)存在三大问题:

  1. 碎片化:每个模型需单独适配工具(如 OpenAI Function Calling vs Claude Tool Use)
  2. 高耦合:工具逻辑与模型代码深度绑定,难以复用
  3. 上下文丢失:多轮调用时状态管理复杂

MCP 的核心目标

定义一套与模型无关的标准化协议,让任意 AI 模型通过统一接口调用任意工具。

二、协议架构:Client/Server 解耦设计



核心角色定义

组件

职责

示例实体

Client

发起工具调用请求

Claude/ChatGPT/Cursor

Server

路由请求到工具并返回结果

本地 FastMCP 服务

Tool

执行具体操作

天气查询/数据库连接器

三、协议通信流程拆解

步骤 1:Client 发起请求(Request)

Client 发送 结构化 JSON 到 MCP Server,包含:

{
  "context": {
    "user_id": "u123",
    "session_id": "s456",
    "history": [{"role": "user", "content": "查询北京天气"}]
  },
  "tool_name": "get_weather",
  "parameters": {"city": "北京", "unit": "celsius"}
}

步骤 2:Server 调用工具(Execution)

Server 根据 tool_name 路由到注册的工具函数,注入上下文并执行:

# MCP 工具注册示例(Python)
@mcp_tool(name="get_weather")
defweather_api(city: str, unit: str, context: dict) -> dict:
    # 可访问 context["user_id"] 做权限校验
    return fetch_weather(city, unit)  # 调用真实 API

步骤 3:流式返回结果(Response)

通过 Server-Sent Events(SSE) 流式返回,支持大结果分块传输:

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/event-stream

event: result_chunk
data: {"progress": 30, "text": "正在获取数据..."}

event: final_result
data: {"temp": 25, "humidity": 60}

四、关键技术特性解析

1. 上下文传递(Context Propagation)

核心价值:在多轮交互中保持状态连续性

// Server 可返回新上下文
{"result": "...", "updated_context": {"selected_city": "北京"}}

2. 工具动态发现(Tool Discovery)

Client 启动时通过 /registry 接口拉取 Server 的工具清单:

// GET http://mcp-server/registry
{
  "tools": [
    {
      "name": "get_weather",
      "description": "查询城市天气",
      "parameters": {
        "city": {"type": "string", "required": true},
        "unit": {"type": "string", "enum": ["celsius", "fahrenheit"]}
      }
    }
  ]
}

3. 安全控制(OAuth2 集成)

在工具执行前进行权限校验:

defweather_api(city: str, context: dict):
    user_token = context.get("user_token")
    ifnot validate_token(user_token, scope="weather:read"):
        raise MCPError(code=403, message="无权访问天气服务")

五、对比传统方案:为什么选择 MCP?

能力

MCP 方案

传统 Function Calling

跨模型兼容

✅ 统一接口

❌ 每个模型需独立适配

工具热插拔

✅ 服务端动态注册

❌ 需重新部署模型

上下文管理

✅ 显式状态传递

❌ 依赖模型记忆,不可靠

调试支持

✅ 内置 Trace Viewer

❌ 自行搭建日志系统

六、实战:快速验证 MCP 流程

1. 启动 Mock 服务

pip install fast-mcp
fast-mcp --tools demo_tools.py

2. 发起请求(cURL 示例)

curl -X POST http://localhost:8000/execute \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "tool_name": "get_weather",
    "parameters": {"city": "上海"},
    "context": {"user_id": "test"}
  }'

3. 观察响应

{
  "result": {"temp": 28, "condition": "sunny"},
  "updated_context": {"last_city": "上海"}
}

七、协议演进方向(2025+)

  1. 多模态扩展:支持图像/音频作为工具输入输出
  2. 智能体协作:MCP Server 可嵌套调用其他 MCP Server
  3. 边缘计算:轻量化客户端运行在 IoT 设备

结语:MCP 不是简单的 RPC 协议,而是为 AI Agent 设计的 “工具协作语言”。其通过上下文传递、流式响应、动态注册等机制,为构建复杂智能应用提供了基础设施。

下一篇预告:《零基础 MCP 开发环境配置》

将手把手配置 Python/Node.js 双环境,集成 Claude 与 Cursor 实战演示!

推荐学习

行业首个「知识图谱+测试开发」深度整合课程【人工智能测试开发训练营】,赠送智能体工具。提供企业级解决方案人工智能的管理平台部署,实现智能化测试,落地大模型,实现从传统手工转向用AI和自动化来实现测试,提升效率和质量。



展开阅读全文

更新时间:2025-08-16

标签:科技   原理   核心   协议   工具   上下文   模型   示例   状态   天气   北京   测试

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2020- All Rights Reserved. Powered By 61893.com 闽ICP备11008920号
闽公网安备35020302035593号

Top