传输层

Model Context Protocol (MCP) 中的传输层为 clients 和 servers 之间的通信提供基础。传输层处理消息发送和接收的底层机制。

消息格式

MCP 使用 JSON-RPC 2.0 作为其传输格式。传输层负责将 MCP 协议消息转换为 JSON-RPC 格式进行传输，并将接收到的 JSON-RPC 消息转换回 MCP 协议消息。

使用的 JSON-RPC 消息有三种类型：

请求

{
  jsonrpc: "2.0",
  id: number | string,
  method: string,
  params?: object
}

响应

{
  jsonrpc: "2.0",
  id: number | string,
  result?: object,
  error?: {
    code: number,
    message: string,
    data?: unknown
  }
}

通知

{
  jsonrpc: "2.0",
  method: string,
  params?: object
}

内置传输层种类

MCP 包含两个标准传输实现：

标准输入输出 (stdio)

stdio 传输通过标准输入和输出流进行通信。这对于本地集成和命令行工具特别有用。

在以下情况下使用 stdio：

构建命令行工具
实现本地集成
需要简单的进程通信
使用 shell 脚本

const server = new Server({
  name: "example-server",
  version: "1.0.0"
}, {
  capabilities: {}
});

const transport = new StdioServerTransport();
await server.connect(transport);

const server = new Server({
  name: "example-server",
  version: "1.0.0"
}, {
  capabilities: {}
});

const transport = new StdioServerTransport();
await server.connect(transport);

const client = new Client({
  name: "example-client",
  version: "1.0.0"
}, {
  capabilities: {}
});

const transport = new StdioClientTransport({
  command: "./server",
  args: ["--option", "value"]
});
await client.connect(transport);

app = Server("example-server")

async with stdio_server() as streams:
    await app.run(
        streams[0],
        streams[1],
        app.create_initialization_options()
    )

params = StdioServerParameters(
    command="./server",
    args=["--option", "value"]
)

async with stdio_client(params) as streams:
    async with ClientSession(streams[0], streams[1]) as session:
        await session.initialize()

服务器发送事件 (SSE)

SSE 传输通过 HTTP POST 请求实现服务器到客户端的流式通信。

在以下情况下使用 SSE：

仅需要 server-to-client 的流式通信
在受限网络中工作
实现简单更新

import express from "express";

const app = express();

const server = new Server({
  name: "example-server",
  version: "1.0.0"
}, {
  capabilities: {}
});

let transport: SSEServerTransport | null = null;

app.get("/sse", (req, res) => {
  transport = new SSEServerTransport("/messages", res);
  server.connect(transport);
});

app.post("/messages", (req, res) => {
  if (transport) {
    transport.handlePostMessage(req, res);
  }
});

app.listen(3000);

import express from "express";

const app = express();

const server = new Server({
  name: "example-server",
  version: "1.0.0"
}, {
  capabilities: {}
});

let transport: SSEServerTransport | null = null;

app.get("/sse", (req, res) => {
  transport = new SSEServerTransport("/messages", res);
  server.connect(transport);
});

app.post("/messages", (req, res) => {
  if (transport) {
    transport.handlePostMessage(req, res);
  }
});

app.listen(3000);

const client = new Client({
  name: "example-client",
  version: "1.0.0"
}, {
  capabilities: {}
});

const transport = new SSEClientTransport(
  new URL("http://localhost:3000/sse")
);
await client.connect(transport);

from mcp.server.sse import SseServerTransport
from starlette.applications import Starlette
from starlette.routing import Route

app = Server("example-server")
sse = SseServerTransport("/messages")

async def handle_sse(scope, receive, send):
    async with sse.connect_sse(scope, receive, send) as streams:
        await app.run(streams[0], streams[1], app.create_initialization_options())

async def handle_messages(scope, receive, send):
    await sse.handle_post_message(scope, receive, send)

starlette_app = Starlette(
    routes=[
        Route("/sse", endpoint=handle_sse),
        Route("/messages", endpoint=handle_messages, methods=["POST"]),
    ]
)

async with sse_client("http://localhost:8000/sse") as streams:
    async with ClientSession(streams[0], streams[1]) as session:
        await session.initialize()

自定义传输层

MCP 使得为特定需求实现自定义传输层变得简单。任何传输层实现只需符合 Transport 接口：

你可以为以下情况实现自定义传输：

自定义网络协议
专用通信通道
与现有系统集成
性能优化

interface Transport {
  // 开始处理消息
  start(): Promise<void>;

  // 发送 JSON-RPC 消息
  send(message: JSONRPCMessage): Promise<void>;

  // 关闭连接
  close(): Promise<void>;

  // 回调函数
  onclose?: () => void;
  onerror?: (error: Error) => void;
  onmessage?: (message: JSONRPCMessage) => void;
}

interface Transport {
  // 开始处理消息
  start(): Promise<void>;

  // 发送 JSON-RPC 消息
  send(message: JSONRPCMessage): Promise<void>;

  // 关闭连接
  close(): Promise<void>;

  // 回调函数
  onclose?: () => void;
  onerror?: (error: Error) => void;
  onmessage?: (message: JSONRPCMessage) => void;
}

注意，虽然 MCP 服务器通常使用 asyncio 实现，但我们更建议用 anyio 来实现底层接口如传输，以获得更广泛的兼容性。

@contextmanager
async def create_transport(
    read_stream: MemoryObjectReceiveStream[JSONRPCMessage | Exception],
    write_stream: MemoryObjectSendStream[JSONRPCMessage]
):
    """
    MCP 的传输接口。

    参数:
        read_stream: 用于读取传入消息的流
        write_stream: 用于写出消息的流
    """
    async with anyio.create_task_group() as tg:
        try:
            # 开始处理消息
            tg.start_soon(lambda: process_messages(read_stream))

            # 发送消息
            async with write_stream:
                yield write_stream

        except Exception as exc:
            # 处理错误
            raise exc
        finally:
            # 清理
            tg.cancel_scope.cancel()
            await write_stream.aclose()
            await read_stream.aclose()

错误处理

传输实现应处理各种错误场景：

连接错误
消息解析错误
协议错误
网络超时
资源清理

错误处理示例：

class ExampleTransport implements Transport {
  async start() {
    try {
      // 连接逻辑
    } catch (error) {
      this.onerror?.(new Error(`连接失败: ${error}`));
      throw error;
    }
  }

  async send(message: JSONRPCMessage) {
    try {
      // 发送逻辑
    } catch (error) {
      this.onerror?.(new Error(`消息发送失败: ${error}`));
      throw error;
    }
  }
}

class ExampleTransport implements Transport {
  async start() {
    try {
      // 连接逻辑
    } catch (error) {
      this.onerror?.(new Error(`连接失败: ${error}`));
      throw error;
    }
  }

  async send(message: JSONRPCMessage) {
    try {
      // 发送逻辑
    } catch (error) {
      this.onerror?.(new Error(`消息发送失败: ${error}`));
      throw error;
    }
  }
}

注意，虽然 MCP 服务器通常使用 asyncio 实现，但我们更建议用 anyio 来实现底层接口如传输，以获得更广泛的兼容性。

@contextmanager
async def example_transport(scope: Scope, receive: Receive, send: Send):
    try:
        # 创建用于双向通信的流
        read_stream_writer, read_stream = anyio.create_memory_object_stream(0)
        write_stream, write_stream_reader = anyio.create_memory_object_stream(0)

        async def message_handler():
            try:
                async with read_stream_writer:
                    # 消息处理逻辑
                    pass
            except Exception as exc:
                logger.error(f"消息处理失败: {exc}")
                raise exc

        async with anyio.create_task_group() as tg:
            tg.start_soon(message_handler)
            try:
                # 提供用于通信的流
                yield read_stream, write_stream
            except Exception as exc:
                logger.error(f"传输错误: {exc}")
                raise exc
            finally:
                tg.cancel_scope.cancel()
                await write_stream.aclose()
                await read_stream.aclose()
    except Exception as exc:
        logger.error(f"初始化传输失败: {exc}")
        raise exc

最佳实践

在实现或使用 MCP 传输时：

正确处理连接生命周期
实现适当的错误处理
在连接关闭时清理资源
使用适当的超时
在发送前验证消息
记录传输事件以便调试
在适当时实现重连逻辑
处理消息队列中的背压
监控连接健康状况
实现适当的安全措施

安全考虑

在实现传输时：

认证和授权

实现适当的认证机制
验证客户端凭据
使用安全的令牌处理
实现授权检查

数据安全

使用 TLS 进行网络传输
加密敏感数据
验证消息完整性
实现消息大小限制
对输入数据 sanitize

网络安全

实现速率限制
使用适当的超时
处理拒绝服务场景
监控异常模式
实施适当的防火墙规则

调试传输

一些 Debug 传输层问题的提示：

启用调试日志
监控消息流
检查连接状态
验证消息格式
测试错误场景
使用网络分析工具
实现健康检查
监控资源使用
测试边界情况
使用适当的错误跟踪

快速入门

教程

核心概念

开发

消息格式

请求

响应

通知

内置传输层种类

标准输入输出 (stdio)

服务器发送事件 (SSE)

自定义传输层

错误处理

最佳实践

安全考虑

认证和授权

数据安全

网络安全

调试传输

快速入门

教程

核心概念

开发

​消息格式

​请求

​响应

​通知

​内置传输层种类

​标准输入输出 (stdio)

​服务器发送事件 (SSE)

​自定义传输层

​错误处理

​最佳实践

​安全考虑

​认证和授权

​数据安全

​网络安全

​调试传输

消息格式

请求

响应

通知

内置传输层种类

标准输入输出 (stdio)

服务器发送事件 (SSE)

自定义传输层

错误处理

最佳实践

安全考虑

认证和授权

数据安全

网络安全

调试传输