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背景与缘起

AI 生态正处于“工具孤岛”与“接口碎片化”的十字路口,MCP 协议的诞生为模型与外部世界建立了统一、可扩展的连接标准。

N×M 问题:模型与工具的碎片化集成

在早期的 AI 系统中,每个模型与外部系统都需要编写独立的适配层,形成所谓的 N×M 问题。当模型数量(N)和工具数量(M)增加时,开发复杂度呈指数级上升。

下表总结了碎片化集成带来的典型症状:

症状描述
重复开发每新增一个工具或模型都需重新集成
难以复用不同厂商的接口规范互不兼容
上下文割裂模型无法直接访问实时数据或系统状态
表 1: N×M 问题的典型症状

结果:AI 助手被困于“信息孤岛”,用户需频繁手动粘贴数据以弥补接口缺口。

下方流程图展示了传统集成模型的结构:

图 1: 传统集成模型结构
图 1: 传统集成模型结构

设计思路:从 N×M 到 M+N

为解决上述复杂性,Model Context Protocol(MCP, Model Context Protocol)引入统一的“翻译层”,作为模型与工具之间的协议桥梁。每个模型和工具只需实现一次 MCP 接口,即可互操作。

下方流程图展示了统一接口模型的结构:

图 2: 统一接口模型结构
图 2: 统一接口模型结构

这种结构使系统复杂度从 N×M 降至 N+M,大幅降低开发与维护成本。协议借鉴了 语言服务器协议(LSP, Language Server Protocol) 的成功经验,强调以下特性:

  • 可发现性:客户端可动态查询可用工具;
  • 能力声明:每端声明自身支持的功能;
  • 生命周期管理:连接与资源动态加载与释放;
  • 通知机制:服务端主动推送变化事件。

Function Calling 的局限

OpenAI、Anthropic 等厂商早期的 函数调用(Function Calling) 能力,使模型可调用 API,但各厂商实现不一致,开发者需维护多套 JSON Schema 与调用逻辑。

下表总结了 Function Calling 模式的主要局限:

局限说明
无标准化不同模型的函数定义与参数格式不兼容
扩展性差每新增函数需重新注册与解析
维护成本高工具与模型紧耦合,难以复用
表 2: Function Calling 模式的局限

随着模型和工具数量的增加,传统 Function Calling 模式在生态扩展性上逐渐失效。

MCP 的提出:通用上下文协议

为根治上述问题,Anthropic 于 2024 年 11 月发布 Model Context Protocol(MCP, Model Context Protocol),并在 2025 年 6 月推出更新规范。MCP 建立了统一的三层结构:

下表展示了 MCP 三层结构的角色与职责:

层级角色主要职责
Host模型运行宿主,如 IDE、桌面客户端启动模型、维持通信
Client协议适配层转发消息、缓存能力描述
Server外部工具或数据源暴露资源与功能接口
表 3: MCP 三层结构角色与职责

下方流程图展示了 MCP 的三层通信结构:

图 3: MCP 三层通信结构
图 3: MCP 三层通信结构

MCP 使用 JSON-RPC 2.0 作为消息格式,核心字段如下:

字段含义
method方法名称(如 tools/list、resources/get)
params参数对象
id请求标识符
result / error响应结果或错误描述
表 4: MCP 消息格式核心字段

MCP 的发展历程

下表梳理了 MCP 规范的关键发展节点及其影响:

时间事件影响
2024-11Anthropic 发布 MCP 规范与参考实现统一模型与外部系统集成标准
2024-12Block、Apollo、Zed、Replit 等早期接入开发者生态启动
2025-02开源社区贡献超 1000 个服务器与连接器生态快速增长
2025-03GPT-5 / ChatGPT 全面兼容 MCP成为主流标准
2025-05Google A2A 协议兼容 MCP实现跨厂商互操作
2025-07IDE 工具普及 MCP 客户端用户可配置多源工具调用
表 5: MCP 发展历程与影响

总结

MCP 的出现,使模型具备了“即插即用”的外部访问能力。它统一了工具调用、资源访问与上下文交互的协议层,为 AI 系统提供了类似 USB-C 的标准接口。

下表总结了 MCP 的核心价值:

核心价值说明
降低复杂度从 N×M 降至 N+M
标准化生态不同模型共享统一协议
安全可控支持最小权限与用户授权
生态开放社区驱动的客户端与服务器实现
表 6: MCP 的核心价值

MCP 不仅是一个协议,更是一种“AI 系统集成的语言”。