一步步教你弄懂两大基础协议及工作原理,深入MCP Remote模式

MCP(模型上下文协议)的集成架构是一种典型的客户端(AI应用)与服务器(MCP Server)架构。相对于本地模式中的进程间通信,跨越机器边界的远程模式则体现出更多的复杂性:传输协议、状态维持、并发处理等,都是棘手的问题,这也导致其Remote模式的标准一直还在不断完善中。

01 消息协议:JSON-RPC 2.0

既然是用来简化集成、提高互操作性的标准,首当其中的是消息协议。这就像一个国际交流会议,大家说相同的”语言“,效率才会更高。

在MCP中规定了唯一的标准消息格式,就是JSON-RPC 2.0。JSON-RPC 2.0是一种轻量级的、用于远程过程调用(RPC)的消息交换协议,使用JSON作为数据格式。

注意:它不是一个底层通信协议,只是一个应用层的消息格式标准。形象的说,就像两个人需要交换包裹,它规定了包裹应该如何打包、内部如何分区、如何贴标签等,但它不规定包裹如何运送。

比如,你需要调用MCP Server上的一个计算器来计算“5+3”,这就是一次远程过程调用。那么JSON-RPC2.0就约束了你给Server的消息必须遵循以下格式:

{
    
    
    "jsonrpc": "2.0", // 协议版本,固定为 "2.0"
    "method": "calculate", // 要调用的方法名
    "params": {
    
     // 方法参数,可以是对象或数组
        "expression": "5+3"
    },
    "id": 1                  // 请求标识符,用于匹配响应
}

而当MCP Server处理完成,JSON-RPC又约束了回复的消息必须长这样:

{
    
    
    "jsonrpc": "2.0", // 协议版本
    "result": 8,         // 调用结果
    "id": 1                  // 对应请求的标识符
}

这样两边就非常和谐的完成了一次请求处理。在实际的JSON-RPC 2.0规范中,还规定了通知类消息的格式、异常时的标准错误代码等。

所以,你可以很容易看出这种消息协议的好处:

  • 语言无关:还有语言不支持JSON吗?
  • 简单易用:结构简单,天然可读,易于调试。
  • 轻量灵活:可以适配各种传输方式(不规定怎么运输“包裹”)。

02 基于JSON-RPC 2.0的MCP模拟

规定了消息的标准,再选择一种传输方式,就可以简单模拟出MCP的远程方法调用过程。你肯定会首先想到简单又好用的HTTP协议,比如我们写一个简单的服务端来处理上面的请求:

...

app = FastAPI()

#可调用的工具
def safe_calculate(expression: str) -> float:
   ...省略...

@app.post('/jsonrpc')
async def jsonrpc_endpoint(request: Request):
    """处理所有JSON-RPC请求的FastAPI端点"""
    try:
        content = await request.json()

        method_name = content.get("method")
        params = content.get("params", {
    
    })
        request_id = content.get("id", None)
        
        if method_name == "calculate":   #暂时hard coding
            try:
                expression = params.get("expression", "")
                result = safe_calculate(expression)
                response = {
    
    "jsonrpc": "2.0","result": result,"id": request_id}
            except ValueError as ve:
                response = {
    
    
                    "jsonrpc": "2.0",
                    "error": {
    
    "code": -32603,"message": str(ve)},
                    "id": request_id
                }
        else:
            .....其他错误处理...
        return JSONResponse(content=response)
    
    except Exception as e:
#处理其他异常
        ...

再写一个客户端来测试调用这个Server:

#模拟一个MCP客户端,基于简单的HTTP Post
......
class MCPClient:
    ......
    def call(self, method, params=None, timeout=10):
        """调用远程方法"""
        payload = {
    
     
            "jsonrpc": "2.0", 
            "method": method, 
            "params": params if params is not None else {
    
    }, 
            "id": self.request_id 
        }
        self.request_id += 1
        
        headers = {
    
    'Content-Type': 'application/json'} 

        try:
            response = requests.post(
                self.server_url, 
                data=json.dumps(payload), 
                headers=headers, 
                timeout=timeout
            ) 
            response.raise_for_status()
            return response.json()
        
        except Exception as e:
             ...
...client.call("caculate",{
    
    "expression":"3+5"})

这样,我们就模拟了一个基于JSON-RPC2.0的MCP通信的"雏形":

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  • 客户端构造符合JSON-RPC2.0规范的请求消息

  • 通过HTTP Post发送请求到服务端

  • 服务端接收并解析请求,比如需要调用的方法(‘caculate’)

  • 服务端根据请求参数调用对应逻辑(caculate函数)

  • 获得结果,构造并返回JSON-RPC2.0标准的响应

03 传输协议:为什么需要SSE

MCP Server的其他功能(Resource等)当然也可以采用相同的方式实现。既然这种方式简单易用,为什么MCP的通信标准并不是简单的HTTP Post呢?

如果你采用FastMCP开发MCP Server,可能无法感知到这一点,因为FastMCP是在低层MCP SDK上封装的简易框架,隐藏了细节。

【单一的HTTP Post方式存在的不足】

用下图表示基于简单HTTP Post的请求-响应模式:

在这里插入图片描述

考虑到AI应用场景的实际特点, 存在着一些可以想象的局限性:

  • 同步阻塞模式:不适应长时间任务需求

    单一的请求/响应模式下,客户端必须等待服务端处理完成,这适合快速响应的API,但不擅长应对长时间运行的任务。比如,你可能会把一个复杂工作流发布成MCP Server的工具。那么这种模式就会带来客户端阻塞甚至超时的问题。

  • 无法服务端推送:缺乏双向通信的能力

    服务端不能主动向客户端推送消息,数据流动必须由客户端触发。但正如上面的场景,如果你的MCP Server运行一个长时间的任务,你可能需要定期的向客户端报告处理进度或者中间结果,而简单HTTP Post无法做到。

    在MCP Server的功能规范中,也存在部分服务端发起的能力,这也依赖于服务端主动推送的能力。

  • 短连接:无法应对对话式会话的需求

    在实际应用场景中,你的客户端AI应用可能会在一次会话中多次频繁地与MCP Server对话,来访问其中的资源或工具。这种对话式的交互需要保持会话状态和连接,这需要建立长连接的会话。

  • 流式输出的需求

    AI Agent的应用场景中,有时候也需要工具调用做流式的输出,这也需要MCP Server的支持。

基于这样一些原因,MCP采用了带有SSE(Server-Sent Events)的HTTP协议作为Remote模式下的传输方式。

04 基于SSE的Remote模式

现在我们来了解这种“HTTP with SSE”的传输方式。

【什么是SSE】

SSE(服务器发送事件) 是一种基于HTTP协议的单向通信技术,允许服务器主动实时向客户端推送消息,客户端只需建立一次连接即可持续接收消息。它的特点是:

  • 单向(仅服务器→客户端)
  • 基于HTTP协议,一般借助一次HTTP Get请求建立连接
  • 适合实时消息推送场景(如进度更新、实时数据流等)

其基本通信过程如下:

在这里插入图片描述

【MCP的HTTP with SSE模式】

由于SSE是一种单向通信的模式,所以它需要配合HTTP Post来实现客户端与服务端的双向通信。严格的说,这是一种HTTP Post(客户端->服务端) + HTTP SSE(服务端->客户端)的伪双工通信模式。

为什么是伪双工?因为它不是在一个通道上完成双向通信,WebSocket才是。

这种传输模式下:

  • 一个HTTP Post通道,用于客户端发送请求。比如调用MCP Server中的Tools并传递参数。注意,此时服务端会立即返回

  • 一个HTTP SSE通道,用于服务端推送数据,比如返回调用结果或更新进度。

  • 两个通道通过session_id来关联,而请求与响应则通过消息中的id来对应。

一次完整的会话过程用下图表示:

在这里插入图片描述

详细描述如下:

  1. 连接建立:客户端首先请求建立 SSE 连接,服务端“同意”,然后生成并推送唯一的Session ID。
  2. 请求发送:客户端通过 HTTP POST 发送 JSON-RPC2.0 请求(请求中会带有Session ID 和Request ID信息)。
  3. 请求接收确认:服务端接收请求后立即返回 202 (Accepted) 状态码,表示已接受请求。
  4. 异步处理:服务端应用框架会自动处理请求,根据请求中的参数,决定调用某个工具或资源。
  5. 结果推送:处理完成后,服务端通过 SSE 通道推送 JSON-RPC2.0 响应,其中带有对应的Request ID。
  6. 结果匹配:客户端的SSE连接侦听接收到数据流后,会根据Request ID 将接收到的响应与之前的请求匹配。
  7. 重复处理: 循环2-6这个过程。这里面包含一个MCP的初始化过程。
  8. 连接断开: 在客户端完成所有请求后,可以选择断开SSE连接,会话结束。

以上就是MCP远程模式下的HTTP with SSE的传输工作模式。简单总结:通过HTTP Post发送请求,但通过SSE的长连接异步获得服务端的响应结果。

现在,你应该可以理解,如果使用官方的低层SDK来开发MCP Server,为什么Server启动代码大概长这样:

在这里插入图片描述

这里服务端的两个端点,/sse是用于会话的开始建立SSE连接,/messages/则用于后续的客户端Post请求处理。

如果你愿意,你甚至可以直接使用最基础的HTTP代码与服务端通信(比如小编),以验证这个交互过程。

05 最新变化:Streamable HTTP

尽管HTTP with SSE的模式带来了很多优点,但也引入了复杂性。所以在最新的MCP标准(2025-03-26版)中,对目前的传输方式做了调整,改名为Streamable HTTP。

其主要变动在于允许在MCP Server端根据自身需要来选择:你可以选择简单的无状态模式,也可以按需选择支持目前的HTTP with SSE模式。这给予了开发者更大的选择权,具体包括:

  1. 移除了专门的/sse端点,所有通信都通过单一/message端点进行。

  2. 任何 HTTP POST 请求都可被服务器按需升级为 SSE 流(不再强制);客户端也可通过GET 请求初始化 SSE 流(目前模式)。

  3. 服务器支持完全无状态部署。

当然,最终的协议版本与SDK以官方的正式发布为准。


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