初学者的模型上下文协议(MCP)课程

发表于 2025-08-12 12:52:05 | 已阅读: 87  次

代码示例免责声明

重要提示:以下代码示例展示了如何将 Model Context Protocol (MCP) 与网页搜索功能集成。虽然它们遵循了官方 MCP SDK 的模式和结构,但为了教学目的进行了简化。

这些示例包括:

  1. Python 实现:一个 FastMCP 服务器实现,提供网页搜索工具并连接到外部搜索 API。该示例演示了正确的生命周期管理、上下文处理和工具实现,遵循了官方 MCP Python SDK的模式。服务器使用了推荐的 Streamable HTTP 传输方式,这种方式已取代旧的 SSE 传输,适合生产环境部署。
  2. JavaScript 实现:使用官方 MCP TypeScript SDK中的 FastMCP 模式,采用 TypeScript/JavaScript 实现搜索服务器,包含正确的工具定义和客户端连接。它遵循了最新推荐的会话管理和上下文保持模式。

这些示例在生产环境中还需要额外的错误处理、身份验证和具体的 API 集成代码。示例中的搜索 API 端点(https://api.search-service.example/search)是占位符,需要替换为实际的搜索服务端点。

有关完整的实现细节和最新方法,请参阅官方 MCP 规范和 SDK 文档。

核心概念

Model Context Protocol (MCP) 框架

MCP 的基础是为 AI 模型、应用和服务之间交换上下文提供标准化方式。在实时网页搜索中,这一框架对于创建连贯的多轮搜索体验至关重要。关键组件包括:

  1. 客户端-服务器架构:MCP 明确区分搜索客户端(请求方)和搜索服务器(提供方),支持灵活的部署模型。
  2. JSON-RPC 通信:协议采用 JSON-RPC 进行消息交换,兼容网页技术,且易于跨平台实现。
  3. 上下文管理:MCP 定义了结构化的方法,用于维护、更新和利用多次交互中的搜索上下文。
  4. 工具定义:搜索功能以标准化工具形式暴露,具有明确的参数和返回值。
  5. 流式支持:协议支持流式结果,对于实时搜索中逐步返回结果非常重要。

网页搜索集成模式

将 MCP 与网页搜索集成时,常见的几种模式包括:

1. 直接搜索提供者集成

graph LR
    Client[MCP Client] --> |MCP Request| Server[MCP Server]
    Server --> |API Call| SearchAPI[Search API]
    SearchAPI --> |Results| Server
    Server --> |MCP Response| Client

在此模式中,MCP 服务器直接与一个或多个搜索 API 交互,将 MCP 请求转换为特定 API 调用,并将结果格式化为 MCP 响应。

2. 保持上下文的联合搜索

graph LR
    Client[MCP Client] --> |MCP Request| Federation[MCP Federation Layer]
    Federation --> |MCP Request 1| Search1[Search Provider 1]
    Federation --> |MCP Request 2| Search2[Search Provider 2]
    Federation --> |MCP Request 3| Search3[Search Provider 3]
    Search1 --> |MCP Response 1| Federation
    Search2 --> |MCP Response 2| Federation
    Search3 --> |MCP Response 3| Federation
    Federation --> |Aggregated MCP Response| Client

该模式将搜索查询分发到多个兼容 MCP 的搜索提供者,每个提供者可能专注于不同类型的内容或搜索能力,同时保持统一的上下文。

3. 上下文增强的搜索链

graph LR
    Client[MCP Client] --> |Query + Context| Server[MCP Server]
    Server --> |1. Query Analysis| NLP[NLP Service]
    NLP --> |Enhanced Query| Server
    Server --> |2. Search Execution| Search[Search Engine]
    Search --> |Raw Results| Server
    Server --> |3. Result Processing| Enhancement[Result Enhancement]
    Enhancement --> |Enhanced Results| Server
    Server --> |Final Results + Updated Context| Client

此模式将搜索过程分为多个阶段,每个阶段对上下文进行丰富,逐步产生更相关的结果。

搜索上下文组成部分

在基于 MCP 的网页搜索中,上下文通常包括:

  • 查询历史:会话中的先前搜索查询
  • 用户偏好:语言、地区、安全搜索设置
  • 交互历史:点击过的结果、在结果上的停留时间
  • 搜索参数:过滤条件、排序规则及其他搜索修饰符
  • 领域知识:与搜索相关的特定主题上下文
  • 时间上下文:基于时间的相关性因素
  • 来源偏好:可信或优选的信息来源

用例与应用

研究与信息收集

MCP 通过以下方式增强研究工作流程:

  • 跨搜索会话保持研究上下文
  • 支持更复杂且具上下文相关性的查询
  • 支持多源搜索联合
  • 促进从搜索结果中提取知识

实时新闻与趋势监控

基于 MCP 的搜索在新闻监控方面具有优势:

  • 几乎实时发现新兴新闻事件
  • 上下文过滤相关信息
  • 跨多个来源跟踪主题和实体
  • 基于用户上下文的个性化新闻提醒

AI 增强的浏览与研究

MCP 为 AI 增强浏览创造了新可能:

  • 基于当前浏览活动的上下文搜索建议
  • 网页搜索与大型语言模型助手的无缝集成
  • 保持上下文的多轮搜索优化
  • 加强事实核查和信息验证

未来趋势与创新

MCP 在网页搜索中的演进

展望未来,我们预计 MCP 将发展以支持:

  • 多模态搜索:整合文本、图像、音频和视频搜索,同时保持上下文
  • 去中心化搜索:支持分布式和联合搜索生态系统
  • 搜索隐私:具备上下文感知的隐私保护搜索机制
  • 查询理解:对自然语言搜索查询进行深度语义解析

技术潜在进展

将塑造MCP搜索未来的新兴技术:

  1. 神经搜索架构:针对MCP优化的基于嵌入的搜索系统
  2. 个性化搜索上下文:随着时间学习用户的搜索习惯
  3. 知识图谱集成:通过领域特定知识图谱增强上下文搜索
  4. 跨模态上下文:在不同搜索模式间保持上下文连贯性

实践练习

练习1:搭建基础的MCP搜索流程

本练习将教你如何:

  • 配置基础的MCP搜索环境
  • 实现网页搜索的上下文处理器
  • 测试并验证搜索迭代中的上下文保持

练习2:使用MCP搜索构建研究助手

创建一个完整应用,能够:

  • 处理自然语言研究问题
  • 执行上下文感知的网页搜索
  • 综合多个来源的信息
  • 展示有条理的研究成果

练习3:实现基于MCP的多源搜索联合

高级练习内容包括:

  • 上下文感知的查询分发至多个搜索引擎
  • 结果排序与聚合
  • 搜索结果的上下文去重
  • 处理源特定的元数据

额外资源

学习成果

完成本模块后,你将能够:

  • 理解实时网页搜索的基础及其挑战
  • 说明Model Context Protocol (MCP) 如何增强实时网页搜索能力
  • 使用主流框架和API实现基于MCP的搜索解决方案
  • 设计并部署可扩展、高性能的MCP搜索架构
  • 将MCP概念应用于语义搜索、研究助手和AI辅助浏览等多种场景
  • 评估基于MCP搜索技术的新兴趋势和未来创新

信任与安全考量

在实现基于MCP的网页搜索解决方案时,请牢记MCP规范中的以下重要原则:

  1. 用户同意与控制:用户必须明确同意并理解所有数据访问和操作,尤其是涉及访问外部数据源的网页搜索实现。
  2. 数据隐私:妥善处理搜索查询和结果,特别是可能包含敏感信息的内容。实施适当的访问控制以保护用户数据。
  3. 工具安全:对搜索工具实施严格的授权和验证,因为它们可能通过任意代码执行带来安全风险。除非来自可信服务器,否则工具行为描述应视为不可信。
  4. 清晰文档:提供关于MCP搜索实现能力、限制和安全考量的清晰文档,遵循MCP规范中的实现指南。
  5. 健全的同意流程:构建完善的同意和授权流程,明确说明每个工具的功能,尤其是涉及外部网络资源的工具,确保在授权前用户充分了解。

有关MCP安全与信任的完整细节,请参阅官方文档

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