MCP功能与架构详解

《AI Agent智能体与MCP开发实践 基于Qwen3大模型 清华大学出版社 王晓华 著 著 人工智能技术丛书 新华正版书籍包邮 图书》【摘要 书评 试读】- 京东图书

Qwen3所实现的工具调用机制，使得大模型在自然语言处理、智能客服、内容生成等众多领域展现出了强大的实力。然而，随着人工智能技术在特定领域和垂直行业的深入应用，我们逐渐发现，一些专业场景下的大模型面临着新的挑战。

这些特定领域和垂直行业的大模型，由于训练数据和应用场景的特殊性，往往本身不具备或者无法直接执行某些特定的工具调用。例如，在医疗领域，大模型可能需要调用专业的医学诊断工具来获取准确的诊断结果；在金融领域，可能需要调用实时的金融数据接口以进行精准的风险评估。在这些情况下，仅仅依靠大模型自身的能力是远远不够的，我们额外需要一种能够让大模型直接、高效地调用这些专业工具的方法，而MCP正是为解决这一问题而诞生的。

通过MCP，大模型可以轻松地与各种专业工具进行连接和通信，无须进行复杂的接口开发和数据转换，从而大大提高了开发效率和应用效果。同时，MCP的标准化特性也保证了不同模型、不同工具之间的兼容性和互操作性，为人工智能技术的广泛应用和深入发展奠定了坚实的基础。MCP通信协议如图9-3所示。

图9-3  MCP通信协议

MCP通过定义一套统一的通信规范，成功打破了模型与外部系统之间的壁垒，使得大语言模型能够轻松、无缝地连接本地文件、数据库、API以及各类专业工具。这一协议的出现，为人工智能模型的集成和应用提供了更加便捷、高效的解决方案。

MCP的问世，旨在攻克AI模型与外部数据源和工具之间错综复杂的连接难题。在过往的开发进程中，开发者常常需要为不同的数据源和工具量身定制连接方案，这不仅耗费大量的时间与精力，还极易导致代码的冗余和混乱。而MCP凭借其标准化的特性，犹如一把万能钥匙，巧妙地减少了开发者的重复劳动，为开发过程带来了前所未有的便捷与高效。

MCP堪称AI世界的万能连接器，它作为标准化协议的重要性不言而喻。它搭建起了一座沟通的桥梁，让形形色色的应用和工具能够毫无阻碍地实现无缝连接。无论这些应用和工具来自何处、具有何种特性，MCP都能凭借其强大的兼容性将它们紧密地联系在一起，共同构建起一个协同共生的AI生态系统。

从架构层面来看，MCP主要由Host（主机）、Client（客户端）和Server（服务器）三大部分构成。其中，客户端扮演着通信使者的角色，负责在AI模型与外部系统之间传递信息；而服务器则如同一位睿智的中间人，巧妙地连接着外部系统，这些外部系统可能是庞大的数据库，也可能是功能各异的API。通过这种明确的分工协作，MCP实现了AI模型与外部世界的高效交互。

相较于传统的工具调用，MCP展现出显著的优势。传统的工具调用往往呈现出碎片化的特点，不同的AI模型和应用可能采用不同的调用方式，这使得开发者在面对不同的项目时，需要不断地重新学习和适应，极大地增加了开发的难度和成本。而MCP通过统一协议，打破了这种碎片化的局面，为开发者提供了一个统一、规范的操作标准。它不仅是一种技术上的革新，更是一种生态整合的利器。

通过MCP，不同的AI模型、应用和工具能够在统一的框架下协同工作，形成了一个更加紧密、高效的AI生态。这种标准化和生态整合的优势，使得MCP成为推动AI技术发展的重要力量，为AI的广泛应用和深入发展奠定了坚实的基础。

1. 标准化交互协议

MCP以一种极具创新性的方式，将AI模型与外部资源的交互过程抽象为3个关键部分，构建起了一套高效、统一的交互体系。

• MCP Host：作为发起请求的AI应用，它就像整个交互流程的指挥官。常见的如Claude、Cursor IDE等，这些应用在实际运行中会产生与外部资源交互的需求，从而触发整个MCP交互流程。
• MCP Client：它运行在Host之中，扮演着格式转换大师的角色。当Host发起请求时，MCP Client会将请求格式化为结构化消息。这种结构化消息具有统一的格式和规范，便于后续的传输和处理，就像将杂乱的信息整理成有序的包裹，以便准确送达目的地。
• MCP Server：作为轻量级中间件，它是连接本地或远程资源的桥梁。无论是庞大的数据库，还是功能丰富的API，MCP Server都能与之建立连接。它负责执行具体的操作，并将操作结果返回，就如同一位高效的快递员，准确地将货物送达并带回反馈信息。

2. 核心组件

MCP的核心组件犹如一套精密的齿轮组，相互配合，共同推动AI模型与外部资源进行有效交互。MCP的核心组件说明如下：

• 资源（Resources）：这是向模型暴露的数据对象，是模型获取信息的源泉。例如，文件可能包含重要的文本、图像等数据；数据库表则存储着结构化的数据信息。这些资源为模型提供了丰富的素材，使其能够进行更深入的分析和处理。
• 工具（Tools）：可调用的函数是模型实现各种功能的利器。比如执行SQL查询，模型可以通过调用相应的工具从数据库中提取所需的数据；操作浏览器，则可以让模型获取网页上的信息。这些工具赋予了模型强大的操作能力，使其能够与现实世界进行更紧密的互动。
• 提示词（Prompts）：预定义的指令模板就像模型的行动指南。它们让模型知道在什么情况下使用什么资源和工具，以及如何正确地使用它们。通过提示词，模型能够更加智能、高效地完成任务。

3. 动态发现机制

MCP具备动态发现机制，这一特性使其具有类似即插即用的硬件生态的优势。它能够自动识别新接入的服务器功能，无须修改模型代码即可扩展能力。当有新的资源或工具接入时，MCP可以迅速发现并适配，为模型提供更多的功能和可能性。这大大简化了系统的扩展和维护过程，提高了系统的灵活性和可扩展性。其主要作用说明如下：

• 消除碎片化集成：在传统方案中，每个AI应用都需要单独开发连接器，例如连接天气API、数据库驱动等。这不仅增加了开发的工作量，还会导致代码的冗余和复杂。而MCP通过统一协议，打破了这种碎片化的局面，减少了重复开发，提高了开发效率。
• 提升开发效率：开发者无须关注底层的实现细节，只需专注于如何利用MCP提供的资源和工具来实现业务逻辑。这使得开发者能够将更多的精力投入创新和业务优化上，大大缩短了开发周期。
• 增强数据安全：本地Server直接访问敏感数据，避免了将数据传输到云端可能带来的安全风险。同时，权限控制精细到工具级别，例如可以限制模型仅能读取特定目录的数据，进一步保障了数据的安全性。
• 提升模型实用性：MCP使模型能够突破训练数据的限制，实时操作现实系统。例如，模型可以自动抓取新闻、分析销售数据等，为实际应用提供了更多的可能性。

4. MCP的通信流程

MCP通信流程中的各个环节紧密配合，确保信息的准确传递和处理。其流程说明如下：

（1）MCP Host向MCP Client发送请求，请求中包含了资源、工具和提示词等关键信息。这些信息就像舞蹈的指令，指导着后续的动作。

（2）MCP Client接收到请求后，将其格式化为结构化消息。这一过程就像将指令转换为标准的舞蹈动作，便于后续的传输和执行。

（3）格式化后的结构化消息被发送给MCP Server，MCP Server根据消息中的信息执行相应的操作，并将结果返回给MCP Client。

5. MCP服务端

MCP Server作为轻量级中间件，承担着连接本地/远程资源、执行具体操作并返回结果的重要职责。其主要功能说明如下：

• 资源管理：对本地资源进行全面管理，如文件、数据库表等。它负责资源的存储、访问控制等操作，确保资源的安全和有效利用。
• 工具管理：管理可调用的函数，如执行SQL查询、操作浏览器等。它负责工具的注册、调用和监控，保证工具的正常运行。
• 请求处理：接收MCP Client发送的请求，解析请求中的资源、工具和提示词等信息。根据解析结果，调用相应的资源或工具执行操作，确保请求得到准确处理。
• 结果返回：将操作结果返回给MCP Client，以便后续的处理和使用。

在与相关技术的对比中可以看到，MCP可以针对不同模型定制接口，生态开放，通用性和灵活性较好，作为标准化协议的适用性和兼容性更广。对于使用MCP的大模型，MCP提供底层协议支持，使其能标准化调用工具，避免重复开发适配层，从而提升效率，降低成本。

同时，MCP凭借其标准化的交互协议、核心组件、动态发现机制等优势，解决了传统AI应用中的诸多问题，为AI技术的发展和应用提供了强大的支持。