一、产生的原因

为了解决AI 应用（如豆包，元宝等）的模型能够访问外部工具和数据, 进行统一接口而产生的协议。

就比如我们使用某个AI编程工具（Trae）的模型进行对话，有时需要百度地图相关数据，或调用外部的excel工具，这时候就是通过MCP协议将模型与外部进行连接。
各自厂商有各式各样的AI模型，外部的工具和数据也是各式各样，为了能够统一这些不同的接口，MCP协议应运而生。

二、MCP基本概念

MCP（Model Context Protocol）模型上下文协议是Anthropic于2024年11月推出的开放标准协议，旨在统一大型语言模型（LLM）与外部数据源和工具之间的通信协议。

MCP作为AI时代的通信标准协议，简单的讲就是制定了一套请求，响应的格式（JSON-RPC 2.0），以及一些通知。也可以类比代码中的接口， 具体的功能的实现各厂商自己去实现。

三、MCP在AI应用程序,模型的位置

AI应用程序从所有连接的MCP服务器获取可用工具，并将其组合到语言模型可以访问的统一工具注册表中。这允许LLM了解它可以执行哪些操作，并在对话期间自动生成适当的工具调用。

阶段	关键操作	主要目的	通信消息
1. 初始化 (Initialization)	能力协商、协议版本确认	建立会话，确定双方能做什么	客户端发送 initialize 请求 → 服务器响应 → 客户端发送
2. 操作 (Operation)	工具调用、资源访问、提示获取	正常的业务交互	tools/list, tools/call, resources/list 等请求/响应和通知
3. 终止 (Shutdown)	关闭连接	结束会话	任何一方可以发起关闭

用户交互模型
工具是由模型控制的，这意味着AI模型可以自动发现和调用它们。然而，MCP强调通过多种机制进行人为监督。

为了信任和安全，应用程序可以通过各种机制实现用户控制，
例如：工具在执行前可能需要用户同意，在UI中显示可用工具，使用户能够定义工具是否应在特定交互中可用
单个工具执行的审批对话框；预先批准某些安全操作的权限设置；显示所有工具执行及其结果的活动日志

四、MCP协议具体功能，及json格式

4.1 初始化（生命周期管理）

外部工具是由AI应用客户端（如豆包，元宝等）请求外部服务初始化的。 大模型只负责调用外部工具或数据。

AI应用客户端会管理、建立、配置MCP服务器的连接，并存储其功能以供大模型以后使用。应用程序使用此信息来确定哪些服务器可以提供特定类型的功能（工具、资源、提示），以及它们是否支持实时更新。

1.请求

{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 1,
  "method": "initialize",
  "params": {
    "protocolVersion": "2025-06-18",
    "capabilities": {
      "elicitation": {}
    },
    "clientInfo": {
      "name": "example-client",
      "version": "1.0.0"
    }
  }
}

字段	含义
jsonrpc	表示JSON-RPC协议的版本，固定为"2.0"
id	含义请求的标识符，用于匹配请求和响应。这里是一个整数1，但也可以是字符串或null（对于通知）
method	要调用的方法，初始化的固定为"initialize"
params	调用方法时传递的参数，是一个对象。
params.protocolVersion	确保客户端和服务器都使用兼容的协议版本。这可以防止不同版本尝试交互时可能发生的通信错误。如果未协商相互兼容的版本，则应终止连接。
params.capabilities	声明支持的功能，包括他们可以处理哪些原语（工具、资源、提示）以及他们是否支持通知等功能。这通过避免不受支持的操作实现了高效的通信。
clientInfo	客户端的信息，是一个对象
clientInfo.name	客户端名称，例如"谷歌地图"
clientInfo.version	客户端版本，例如"1.0.0"

2.响应

{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 1,
  "result": {
    "protocolVersion": "2025-06-18",
    "capabilities": {
      "tools": {
        "listChanged": true
      },
      "resources": {
        "subscribe": true
      },
      "prompts": {}
    },
    "serverInfo": {
      "name": "example-server",
      "version": "1.0.0"
    }
  }
}

字段	含义
jsonrpc	表示JSON-RPC协议的版本，固定为"2.0"
id	含义请求的标识符，用于匹配请求和响应。这里是一个整数1，但也可以是字符串或null（对于通知）
result	初始化响应的结果对象
result.protocolVersion	确保客户端和服务器都使用兼容的协议版本。这可以防止不同版本尝试交互时可能发生的通信错误。如果未协商相互兼容的版本，则应终止连接。
result.capabilities	允许各方声明他们支持哪些功能，包括他们可以处理哪些原语（工具、资源、提示）以及他们是否支持通知等功能。这通过避免不受支持的操作实现了高效的通信。
result.capabilities.tools	工具能力，如果支持则包含一个对象，其中可以包含listChanged等布尔属性（表示工具列表是否可变）以及其他属性。listChanged: true 表示工具列表可能会动态变化，客户端需要监听变化
result.capabilities.resources	资源能力，如果支持则包含一个对象，其中可以包含各种属性（如subscribe等）。subscribe：true 表示服务器是否支持客户端订阅资源的变化。
serverInfo.name	服务端名称，例如"谷歌地图"
serverInfo.version	服务端版本，例如"1.0.0"

3.初始化成功后，通知

当客户端初始化成功后，AI应用客户端（如豆包，元宝等）会外部服务发送一条通知，表示它已准备就绪。初始化在一个会话中只需要进行一次，需要重新初始化的情况，网络连接中断，会话恢复失败，主动重启

{
  "jsonrpc": "2.0",
  "method": "initialized",  // ← 这也是固定写法
}

4.2 工具发现

1.请求

{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 2,
  "method": "tools/list"
}

“method”: “tools/list”，请求外部服务列出可用的工具
“method”: “resources/list”，请求外部服务列出可用的资源

2.响应

{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 2,
  "result": {
    "tools": [
      {
        "name": "excel处理",
        "title": "excel处理标题",
        "description": "excel处理描述",
        "inputSchema": {
          "type": "object",
          "properties": {
            "expression": {
              "type": "string",
              "description": "expression参数描述"
            }
          },
          "required": ["expression"]
        }
      },
      {
        "name": "谷歌地图",
        "title": "谷歌地图标题",
        "description": "谷歌地图描述信息",
        "inputSchema": {
          "type": "object",
          "properties": {
            "location": {
              "type": "string",
              "description": "location参数描述"
            },
            "units": {
              "type": "string",
              "enum": ["metric", "imperial", "kelvin"],
              "description": "units参数描述",
              "default": "metric"
            }
          },
          "required": ["location"]
        }
      }
    ]
  }
}

响应包含一个result.tools的工具数组，该数组提供了每个工具相关数据。这种结构允许服务器同时公开多个工具。

字段	含义
name	服务器命名空间中工具的唯一标识符。这是工具执行的主键，应遵循明确的命名模式
title	客户端可以向用户显示的工具的可读显示名称
description	详细解释工具的功能以及何时使用
inputSchema	一种JSON模式，定义了调用工具时的输入参数，支持类型验证，并提供有关必需和可选参数的清晰文档
inputSchema.type	固定为"object"，表示输入是一个对象。
inputSchema.properties	定义各个参数的属性
location	第一次参数名，不固定，根据工具不同而不同
type	参数的类型，值可能是string，number，array (额外参数:items)，根据工具不同而不同
description	参数描述
enum	枚举值说明，是其他可能的约束
default	默认值，其他可能的约束
required	必填参数，值是json中声明的参数名如：location，expression

inputSchema 每个可能都不一样，根据工具的不同，可能会有不同的参数。

4.3 工具执行

1.请求

{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 3,
  "method": "tools/call",
  "params": {
    "name": "谷歌地图",
    "arguments": {
      "location": "Tokyo, Japan",
      "units": "metric"  // 这个参数可选，因为有默认值
    }
  }
}

字段	含义
method	值是"tools/call" , 调用工具声明
params	调用参数
name	工具具体方法的名称，必须与发现响应（tools/list）中的工具名称name完全匹配。
arguments	方法的参数对象
arguments.location	方法的参数对象,必须与发现响应（tools/list）中的工具名称name完全匹配。"location"值不固定，根据工具不同而不同
arguments.units	方法的参数对象,必须与发现响应（tools/list）中的inputSchema.properties完全匹配。"units"值不固定，根据工具不同而不同

2.响应

{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 3,
  "result": {
    "content": [
      {
        "type": "text",
        "text": "Current "
      }
    ]
  }
}

表头	表头
name	必须与发现响应（weather_current）中的工具名称完全匹配。这确保了服务器能够正确识别要执行的工具。
arguments	包含由工具的inputSchema定义的输入参数
content	具响应返回一个内容对象数组，允许丰富的多格式响应（文本、图像、资源等）内容类型：每个内容对象都有一个类型字段。在这个例子中，“type”：“text”表示纯文本内容，但MCP支持不同用例的各种内容类型。
content.type	每个内容对象都有一个类型字段。在这个例子中，“type”：“text”表示纯文本内容，但MCP支持不同用例的各种内容类型。
content.text	实际的字符串数据。

工具调用返回结果中的字段没有在其他接口中预先声明, 只能通过工具的使用说明或文档来了解返回值的具体结构。

contentd对象中的输出key是动态的, MCP协议规定了Content类型的基本结构，它必须包含一个type字段，并且根据不同的类型，有不同的附加字段。例如，对于text类型，会有text字段；对于image类型，会有data和mimeType字段等。这些在协议规范中有定义。

当语言模型决定在对话中使用工具时，AI应用程序会拦截工具调用，将其路由到相应的MCP服务器，执行它，并将结果作为对话流的一部分返回给LLM。这使得LLM能够访问实时数据并在外部世界中执行操作。

3.错误响应

如果是一个错误响应，则不会包含result，而是包含error字段，例如：

{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 3,
  "error": {
    "code": -32601,
    "message": "Method not found"
  }
}

4.4 实时更新（通知）

MCP支持实时通知，使服务器能够在没有明确请求的情况下通知客户端更改。这是保持MCP连接同步和响应的关键功能。
当服务器的可用工具发生变化时，例如当新功能可用、现有工具被修改或工具暂时不可用时，MCP服务器可以主动通知连接的客户端：

{
  "jsonrpc": "2.0",
  "method": "notifications/tools/list_changed"
}

MCP通知的主要特征
无需响应：通知中没有id字段。这遵循JSON-RPC 2.0通知语义，其中不期望或发送响应。
基于能力：此通知仅由在初始化期间在其工具能力中声明“listChanged”：true的服务器发送。
事件驱动：服务器根据内部状态变化决定何时发送通知，使MCP连接动态且响应迅速。
​
客户端对通知的响应
在收到此通知后，客户端通常会通过请求更新的工具列表来做出反应。它会刷新工具注册表并更新LLM的可用功能。

参考：https://modelcontextprotocol.io/docs/getting-started/intro