WebSockets 模型上下文协议（MCP）实现

项目概述

本参考实现介绍了如何在 Cloudflare Workers 环境中使用 WebSocket 协议来扩展 Model Context Protocol (MCP)。通过此实现，我们可以支持实时通信场景，例如：

• 高频交易
• 实时协作环境
• 需要快速响应的交互式代理

项目结构

.
├── src/
│   ├── mcp-websocket.ts    # WebSocket 运输层实现
│   └── mcp-client.ts      # MCP 客户端扩展
└── README.md              # 项目文档

实现细节

核心组件

1. WebSocket 连接管理

   • 使用 Cloudflare Workers 的原生 WebSocket 支持
   • 集成到现有的 MCP 客户端架构中

2. 双向通信协议

   • 请求/响应消息格式
   • 流式数据处理机制
   • 心跳检测与连接状态监控

3. 状态管理

   • 使用 Durable Objects 维护 WebSocket 连接状态
   • 会话历史记录与上下文关联

关键代码示例

客户端侧 WebSocket 使用

import { MCPClient } from '@modelcontextprotocol/typescript-sdk';

// 创建 WebSocket 传输层
class WebSocketTransport implements MCPTransport {
  private ws: WebSocket;
  private pendingRequests: Map<string, { resolve: (result: any) => void, reject: (error: any) => void}>;

  constructor(serverUrl: string, agentId: string) {
    this.ws = new WebSocket(`${serverUrl}/agent/${agentId}/websocket`);
    this.pendingRequests = new Map();
    
    this.ws.addEventListener('message', this.handleMessage.bind(this));
  }
  
  async send(method: string, params: any): Promise<any> {
    return new Promise((resolve, reject) => {
      const requestId = crypto.randomUUID();
      
      this.pendingRequests.set(requestId, { resolve, reject });
      
      this.ws.send(JSON.stringify({
        type: 'mcp_request',
        request: { method, params },
        requestId
      }));
    });
  }
  
  private handleMessage(event: MessageEvent) {
    const message = JSON.parse(event.data);
    
    if (message.type === 'mcp_response' && message.requestId) {
      const pending = this.pendingRequests.get(message.requestId);
      if (pending) {
        pending.resolve(message.result);
        this.pendingRequests.delete(message.requestId);
      }
    }
  }
}

// 使用传输与 MCP 客户端连接
const transport = new WebSocketTransport('wss://example.com', 'agent-123');
const client = new MCPClient({ transport });

// 调用 MCP 方法如同普通情况
const result = await client.invoke('add', { a: 5, b: 3 });

服务器端 WebSocket 处理

class WebSocketHandler {
  private ws: WebSocket;

  constructor(private readonly agentId: string) {}

  async handleRequest(request: Request): Promise<Response> {
    const response = new Response(null, {
      status: 101,
      webSocket: await this.upgradeToWebSocket(request)
    });
    
    return response;
  }

  private upgradeToWebSocket(request: Request): Promise<WebSocket> {
    // 实现 WebSocket 升级逻辑
    // 返回新的 WebSocket 连接实例
  }
}

核心功能

请求/响应协议

• 每个 WebSocket 消息包含以下字段：
  • type: 消息类型（request/response）
  • id: 唯一请求标识符
  • method: MCP 方法名称
  • params: 请求参数
  • timestamp: 时间戳

流式数据处理

• 支持大文件的分片传输
• 实现流式结果反馈机制
• 确保数据完整性和顺序性

心跳检测

• 定期发送心跳包维持连接
• 监测连接状态变化
• 处理断线重连逻辑

优势分析

对比传统 HTTP 请求的优势

1. 实时性

   • 保持长期连接
   • 减少请求延迟

2. 带宽效率

   • 减少来回次数
   • 提高数据传输效率

3. 可扩展性

   • 支持大规模并发连接
   • 适合高吞吐量场景

挑战与解决方案

主要挑战

1. 状态管理复杂度

   • 解决方案：使用 Durable Objects 维护会话状态

2. 消息可靠性

   • 解决方案：实施确认机制和重传策略

3. 错误处理

   • 解决方案：定义统一的错误编码和反馈机制

联系方式

• 项目地址: WebSockets over MCP
• 作者邮箱: contact@your-domain.com
• 讨论群组: 加入 MCP 开发者社区

许可证

本项目遵循 MIT 协议。
Copyright (c) 2023 Your Name.