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 |
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:
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:
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 |
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 |
下方流程图展示了 MCP 的三层通信结构:
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 |
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 |
|---|---|---|
| 2024-11 | Anthropic 发布 MCP 规范与参考实现 | 统一模型与外部系统集成标准 |
| 2024-12 | Block、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 |
| 2025-03 | GPT-5 / ChatGPT 全面兼容 MCP | 成为主流标准 |
| 2025-05 | Google A2A 协议兼容 MCP | 实现跨厂商互操作 |
| 2025-07 | IDE 工具普及 MCP 客户端 | 用户可配置多源工具调用 |
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 |
MCP 不仅是一个协议,更是一种“AI 系统集成的语言”。