随着网络技术的不断发展,网络协议和功能正在变得越来越庞杂,已不再适合云计算、虚拟化以及数据中心开放、简单、可扩展的特性。软件定义网络(Software Defined Network, SDN)架构的提出,提供了一种更开放,灵活,高效的网络体系,并由斯坦福大学推出了实现SDN的第一个标准接口OpenFlow协议,可以很好的解决传统网络面临的问题。而作为未来网络中的不可缺少的备,支持OpenFlow协议的无线路由器却依然在研发之中,没有得到真正的实现。本论文的主要目的是研究如何设计和实现OpenFlow无线路由器,并利用该设备进行组网和业务测试,最终提出基于SDN的业务质量优化方案。本文主要完成了以下工作：首先,讨论了OpenFlow技术的起源,发展；详细介绍了OpenFlow技术原理,架构和特点,OpenFlow交换机、SDN控制器的研究,以及路由器开发平台OpenWRT的描述。其次,展开OpenFlow无线路由器的设计与实现,从总体设计和详细设计两个方面开展工作,详细设计又包括硬件设计,软件设计,功能设计等,并重点分析和描述了实现过程,然后对OpenFlow无线路由器进行端口测试、互通性测试和功能测试。最后,我们利用OpenFlow无线路由器和交换机等设备搭建实验网络,并选择流行的OTT (over the top)网络视频进行业务测试；我们给出了一套基于软件定义网络(SDN)的HTTP视频业务优化方案,并通过实验进行了验证。实验结果表明,与传统网络相比,SDN方案大幅度的提高了HTTP视频质量,在网络状态不佳时,SDN网络中可以保持HTTP视频的高质量播放。通过QOE评估,得出SDN无线路由缓存环境中HTTP视频用户体验始终保持在高满意度的状态。通过本课题的研究,我们设计并实现了支持OpenFlow协议的多功能无线路由器,并通过OpenFlow设备搭建SDN网络,实现了当前的网络业务优化和质量提升,从而为人们提供更好的服务。