第1课：MCP服务协议核心架构解析

以下是为《MCP服务协议核心架构解析》设计的课件内容，采用“概念解析→代码实践→运行验证”三段式教学结构，结合可视化图表与可运行代码示例，增强学生对MCP协议核心组件的理解与实操能力：

一、课程导入：MCP协议定位与核心价值

1.1 为什么需要MCP协议？

• 多智能体协作痛点：
  • 智能体间服务调用接口不统一（如REST API、gRPC混杂）
  • 动态服务发现效率低（需硬编码IP/端口）
  • 跨域安全风险（权限控制粗放）
• MCP协议目标：定义标准化智能体通信语言，实现“服务即插即用”

二、核心概念解析：MCP协议三大组件

2.1 MCP Client（智能体客户端）

• 功能：

  • 封装智能体对外服务调用逻辑
  • 支持动态服务目录检索与API生成
  • 集成安全认证模块

• 核心接口：

  public interface MCPAgent {// 向MCP Server注册自身能力void registerService(ServiceDescriptor serviceDesc);// 检索符合条件的远端服务List<ServiceDescriptor> discoverServices(ContextQuery query);// 发起带安全认证的服务调用Response invokeService(APIRequest request);
  }
  

• 可视化交互图：

  （说明：Client通过SDK向Server注册服务，检索时发送ContextQuery，Server返回匹配的ServiceDescriptor）

2.2 MCP Server（服务管理中枢）

• 核心模块：
  1. 服务目录（Service Catalog）：
     • 存储结构：Map<ContextTag, List<ServiceDescriptor>>
     • 示例ServiceDescriptor：

       {"serviceId": "file-system-001","contextTags": ["fileIO", "localStorage"],"apiSpec": "fileOperations.yaml",  // OpenAPI规范文件"securityPolicy": "RBAC_GROUP_LOW"
       }
       

  2. 动态发现引擎：
     • 算法：基于TF-IDF的上下文标签匹配 + 余弦相似度排序
     • 优化：支持模糊查询（如“文件操作”匹配“fileIO”标签）

2.3 SDK工具链（开发赋能层）

• 核心工具：
  1. 代码生成器：根据ServiceDescriptor生成客户端SDK代码

     # 命令示例：生成Java客户端代码
     mcp-sdk-generator --spec fileOperations.yaml --lang java
     

  2. 安全配置助手：自动生成TLS证书与RBAC策略文件
  3. 调试工具：可视化服务调用链路追踪界面

三、动态上下文发现机制深度解析

3.1 核心流程演示

1. ContextQuery构造：

   // 智能体A需要调用文件写入服务
   ContextQuery query = new ContextQueryBuilder().addPrimaryTag("fileWrite").addAttribute("storageType", "local").setSecurityLevel(SecurityLevel.MEDIUM).build();
   

2. 服务目录检索：
   • Server接收到Query后，在Service Catalog中匹配contextTags包含“fileIO”且securityPolicy符合要求的服务
3. API指令生成：
   • 根据匹配的ServiceDescriptor中的apiSpec，生成具体HTTP请求（如POST /file/write）

3.2 代码实践：模拟服务发现

# 模拟MCP Server服务目录
service_catalog = {"fileIO": [{"serviceId": "localFS","apiSpec": {"method": "POST", "url": "/local/write"},"securityLevel": 2},{