MCP のコア・アーキテクチャのコンポーネントとコンセプトをカバーし、MCP がクライアント、サーバと LLM に接続する方法を理解します。MCP は、LLM アプリケーションと統合の間のシームレスな通信を可能にする、柔軟で拡張可能なアーキテクチャに基づいて構築されています。

Model Context Protocol (MCP) : コンセプト : コア・アーキテクチャ / 実装サンプル

作成 : クラスキャット・セールスインフォメーション
作成日時 : 05/22/2025

* 本記事は github modelcontextprotocol の以下のページを独自に翻訳した上でまとめ直し、補足説明を加えています :

Model Context Protocol : Concepts : Core architecture

* サンプルコードの動作確認はしておりますが、必要な場合には適宜、追加改変しています。
* ご自由にリンクを張って頂いてかまいませんが、sales-info@classcat.com までご一報いただけると嬉しいです。

Model Context Protocol (MCP) : コンセプト : コア・アーキテクチャ / 実装サンプル

MCP がクライアント、サーバと LLM に接続する方法を理解します。

Model Context Protocol (MCP) は、LLM アプリケーションと統合の間のシームレスな通信を可能にする、柔軟で拡張可能なアーキテクチャに基づいて構築されています。このドキュメントはコア・アーキテクチャのコンポーネントとコンセプトを扱っています。

概要

MCP はクライアント・サーバ・アーキテクチャに従っています、そこでは :

ホスト は、接続を初期化する (Claude Desktop や IDE のような) LLM アプリケーションです。
クライアント は、ホストアプリケーション内で、サーバとの 1:1 接続を維持します。
サーバ はクライアントにコンテキスト、ツールとプロンプトを提供します。

コア・コンポーネント

プロトコル層

プロトコル層は、メッセージ・フレーミング、リクエスト/レスポンス・リンキングと高レベル通信パターンを処理します。

TypeScript

class Protocol<Request, Notification, Result> {
    // Handle incoming requests
    setRequestHandler<T>(schema: T, handler: (request: T, extra: RequestHandlerExtra) => Promise<Result>): void

    // Handle incoming notifications
    setNotificationHandler<T>(schema: T, handler: (notification: T) => Promise<void>): void

    // Send requests and await responses
    request<T>(request: Request, schema: T, options?: RequestOptions): Promise<T>

    // Send one-way notifications
    notification(notification: Notification): Promise<void>
}

Python

class Session(BaseSession[RequestT, NotificationT, ResultT]):
    async def send_request(
        self,
        request: RequestT,
        result_type: type[Result]
    ) -> Result:
        """Send request and wait for response. Raises McpError if response contains error."""
        # Request handling implementation

    async def send_notification(
        self,
        notification: NotificationT
    ) -> None:
        """Send one-way notification that doesn't expect response."""
        # Notification handling implementation

    async def _received_request(
        self,
        responder: RequestResponder[ReceiveRequestT, ResultT]
    ) -> None:
        """Handle incoming request from other side."""
        # Request handling implementation

    async def _received_notification(
        self,
        notification: ReceiveNotificationT
    ) -> None:
        """Handle incoming notification from other side."""
        # Notification handling implementation

主要クラスは以下があります :

Protocol
Client
Server

トランスポート層

トランスポート層はクライアントとサーバ間の実際の通信を処理します。MCP は複数のトランスポート・メカニズムをサポートします :

Stdio トランスポート
- 通信のために標準入出力を使用します
- ローカルプロセスに理想的
HTTP with SSE トランスポート
- サーバ-to-クライアント・メッセージのためには Server-Sent Events (SSE) を使用します
- クライアント-to-サーバ・メッセージのためには HTTP POST を使用

すべてのトランスポートは JSON-RPC 2.0 を使用してメッセージを交換します。Model Context Protocol メッセージ形式についての詳細は、仕様をご覧ください。

メッセージ・タイプ

MCP は以下の主要なメッセージタイプを持ちます :

Request は相手側からのレスポンスを想定します :
```
interface Request {
  method: string;
  params?: { ... };
}
```
Result はリクエストへの成功したレスポンスです :
```
interface Result {
  [key: string]: unknown;
}
```

Error はリクエストが失敗したことを示します :

interface Error {
  code: number;
  message: string;
  data?: unknown;
}

Notification はレスポンスを期待しない一方通行のメッセージです :
```
interface Notification {
  method: string;
  params?: { ... };
}
```

コネクション・ライフサイクル

1. 初期化 (Initialization)

クライアントはプロトコル・バージョンと機能とともに initialize リクエストを送信します。
サーバはプロトコル・バーションと機能とともにレスポンスします。
クライアントは確認応答 (ACK, acknowledgment) として initialized notification を送信します。
通常のメッセージ交換が開始されます。

2. メッセージ交換

初期化後、以下のパターンがサポートされます :

Request-Response: クライアントまたはサーバがリクエストを送信し、他方が応答します。
Notification: どちらかが一方向メッセージを送信します。

3. 終了 (Termination)

どちらかがコネクションを終了 (terminarte) できます :

close() 経由でクリーン・シャットダウン
トランスポート切断
エラー状態 (conditions)

エラー処理

MCP は以下の標準エラーコードを定義しています :

enum ErrorCode {
  // Standard JSON-RPC error codes
  ParseError = -32700,
  InvalidRequest = -32600,
  MethodNotFound = -32601,
  InvalidParams = -32602,
  InternalError = -32603
}

SDK とアプリケーションは -32000 より大きい独自のエラーコードを定義できます。

エラーは以下を通して伝播されます :

リクエストへのエラー応答
トランスポート上のエラーイベント
プロトコルレベルのエラーハンドラ

実装サンプル

MCP サーバの実装の基本的なサンプルが以下にあります :

TypeScript

import { Server } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/index.js";
import { StdioServerTransport } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/stdio.js";

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

// Handle requests
server.setRequestHandler(ListResourcesRequestSchema, async () => {
  return {
    resources: [
      {
        uri: "example://resource",
        name: "Example Resource"
      }
    ]
  };
});

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

Python

import asyncio
import mcp.types as types
from mcp.server import Server
from mcp.server.stdio import stdio_server

app = Server("example-server")

@app.list_resources()
async def list_resources() -> list[types.Resource]:
    return [
        types.Resource(
            uri="example://resource",
            name="Example Resource"
        )
    ]

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

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

以上

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Model Context Protocol (MCP) : コンセプト : コア・アーキテクチャ / 実装サンプル

Model Context Protocol (MCP) : コンセプト : コア・アーキテクチャ / 実装サンプル

概要

コア・コンポーネント

プロトコル層

トランスポート層

メッセージ・タイプ

コネクション・ライフサイクル

1. 初期化​ (Initialization)

2. メッセージ交換

3. 終了 (Termination)

エラー処理

実装サンプル

1. 初期化 (Initialization)