MCP在网络协议上和http是什么关系？ 为什么MCP服务器的服务可以使用Nginx代理？

MCP 与 HTTP 的关系及 Nginx 代理原理

MCP 与 HTTP 的关系

MCP（Model Context Protocol）在网络协议上与 HTTP 既有区别又有联系：

1. 协议层级关系

MCP 不是替代 HTTP 的协议，而是在其之上构建的专门协议：

text

应用层: MCP协议 ← 这是专门为AI交互设计的协议
传输层: WebSocket/SSE/HTTP ← 这些是MCP可以使用的传输机制
网络层: TCP/IP

2. MCP 可以使用多种传输机制

MCP 设计为协议无关，可以通过多种方式传输：

• WebSocket (最常用)

• Server-Sent Events (SSE)

• 标准输入/输出 (本地开发)

• 自定义传输层

3. 与 HTTP 的关系

• MCP 消息通常通过 HTTP 升级的 WebSocket 连接传输

• MCP 可以使用 HTTP 进行初始握手和认证

• MCP 定义了自己的消息格式和语义，独立于传输层

为什么 MCP 服务器可以使用 Nginx 代理

Nginx 可以代理 MCP 服务的原因在于：

1. WebSocket 代理支持

Nginx 从 1.3.13 版本开始支持 WebSocket 代理，这正是 MCP 常用的传输方式：

nginx

# Nginx WebSocket 代理配置
server {
    listen 443 ssl;
    server_name mcp.example.com;
    
    location /mcp/ {
        proxy_pass http://localhost:8000;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "Upgrade";
        proxy_set_header Host $host;
        
        # 保持连接活跃
        proxy_read_timeout 1d;
        proxy_send_timeout 1d;
    }
}

2. HTTP/HTTPS 终止和代理

Nginx 可以作为反向代理处理 SSL 终止、负载均衡和请求路由：

nginx

# 完整的 MCP 代理配置
server {
    listen 80;
    server_name mcp.example.com;
    return 301 https://$server_name$request_uri;
}

server {
    listen 443 ssl;
    server_name mcp.example.com;
    
    ssl_certificate /path/to/cert.pem;
    ssl_certificate_key /path/to/private.key;
    
    # MCP WebSocket 端点
    location /mcp/ws {
        proxy_pass http://mcp_backend;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "Upgrade";
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
    
    # MCP SSE 端点 (如果使用Server-Sent Events)
    location /mcp/sse {
        proxy_pass http://mcp_backend;
        proxy_buffering off;
        proxy_cache off;
        proxy_set_header Connection '';
    }
}

upstream mcp_backend {
    server localhost:8000;
    server localhost:8001 backup;
}

3. 协议转换和适配

Nginx 可以处理协议转换，使得 MCP 服务可以通过标准 Web 端口（80/443）访问：

text

客户端 ←[HTTP/WebSocket]→ Nginx ←[原始MCP协议]→ MCP服务器

4. 安全增强

Nginx 为 MCP 服务提供企业级安全功能：

• SSL/TLS 终止

• 速率限制

• 访问控制

• DDoS 防护

• 身份验证

MCP 服务器的网络实现示例

下面是一个支持 WebSocket 传输的 MCP 服务器实现：

python

#!/usr/bin/env python3
import asyncio
import json
from mcp.server import Server
from websockets.server import serve

# 创建 MCP 服务器实例
server = Server("math-server")

# 注册加法工具
@server.tool()
async def add(a: float, b: float) -> str:
    """将两个数字相加"""
    result = a + b
    return f"{a} + {b} = {result}"

async def handle_websocket(websocket):
    """处理 WebSocket 连接"""
    # 将 WebSocket 连接转换为 MCP 所需的流接口
    async for message in websocket:
        # 处理 MCP 消息
        response = await server.process_message(json.loads(message))
        if response:
            await websocket.send(json.dumps(response))

async def main():
    # 启动 WebSocket 服务器
    async with serve(handle_websocket, "localhost", 8000):
        print("MCP 服务器运行在 ws://localhost:8000")
        await asyncio.Future()  # 永久运行

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

客户端连接示例

python

#!/usr/bin/env python3
import asyncio
import json
import websockets
from mcp.client import ClientSession

async def main():
    # 通过 WebSocket 连接到 MCP 服务器
    async with websockets.connect("wss://mcp.example.com/mcp/ws") as websocket:
        # 创建读取和写入适配器
        async def read_message():
            return json.loads(await websocket.recv())
            
        async def write_message(message):
            await websocket.send(json.dumps(message))
        
        # 创建 MCP 会话
        session = ClientSession(read_message, write_message)
        
        # 初始化连接
        await session.initialize()
        
        # 列出可用工具
        tools = await session.list_tools()
        print("可用工具:", [t.name for t in tools.tools])
        
        # 调用加法工具
        result = await session.call_tool(
            "add",
            arguments={"a": 5, "b": 3.5}
        )
        
        print("远程加法结果:", result.content[0].text)
        
        await session.close()

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

总结

MCP 与 HTTP 的关系是：

1. MCP 是应用层协议，可以使用 HTTP/WebSocket 作为传输机制

2. MCP 不是替代 HTTP，而是在其之上构建的专门协议

3. MCP 消息可以通过 HTTP 升级的 WebSocket 连接传输

Nginx 可以代理 MCP 服务的原因：

1. Nginx 支持 WebSocket 代理，这是 MCP 的常用传输方式

2. Nginx 可以处理协议转换和适配

3. Nginx 提供安全增强功能，如 SSL 终止和访问控制

4. Nginx 支持负载均衡和高可用性配置

这种架构使得 MCP 服务能够利用现有的 Web 基础设施，同时保持其专门的协议语义。

MCP 通过 WebSocket 传输的通信流程

Nginx 代理 MCP 服务的配置示例

# Nginx 配置：代理 MCP over WebSocket
server {
    listen 80;
    server_name mcp.example.com;
    return 301 https://$server_name$request_uri;
}

server {
    listen 443 ssl;
    server_name mcp.example.com;
    
    ssl_certificate /etc/ssl/certs/mcp.example.com.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/mcp.example.com.key;
    
    # MCP WebSocket 端点
    location /mcp/ {
        proxy_pass http://localhost:8000/;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        
        # 延长超时时间以适应持久连接
        proxy_read_timeout 1d;
        proxy_send_timeout 1d;
    }
    
    # 健康检查端点
    location /health {
        proxy_pass http://localhost:8000/health;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

MCP 消息格式示例

// MCP 初始化消息
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 1,
  "method": "initialize",
  "params": {
    "protocolVersion": "2024.11.05",
    "capabilities": {
      "tools": {}
    },
    "clientInfo": {
      "name": "ExampleClient",
      "version": "1.0.0"
    }
  }
}

// MCP 工具调用消息
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 2,
  "method": "tools/call",
  "params": {
    "name": "add",
    "arguments": {
      "a": 5,
      "b": 3
    }
  }
}

// MCP 工具响应消息
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 2,
  "result": {
    "content": [
      {
        "type": "text",
        "text": "5 + 3 = 8"
      }
    ]
  }
}

总结

通过上述图表和说明，可以清楚地看到：

1. 层级关系：MCP 是应用层协议，可以使用多种传输机制（WebSocket、SSE、HTTP）

2. 依赖关系：MCP over WebSocket 依赖于 HTTP 进行初始握手，然后升级为全双工通信

3. 代理能力：Nginx 可以代理 MCP 服务是因为它能处理 WebSocket 升级请求和持久连接

4. 协议特点：MCP 专为 AI 交互设计，而 HTTP/WebSocket 是更通用的通信协议

这种设计使得 MCP 能够利用现有的 Web 基础设施，同时提供专门为 AI 助手优化的交互模式。