Este artículo está dedicado a mejorar los modelos matemáticos para el enrutamiento y equilibrio de carga en ingeniería de tráfico para garantizar una calidad de servicio diferenciada para flujos de paquetes con prioridades variables en redes de comunicación. La investigación se centra en formular condiciones actualizadas de equilibrio de carga considerando las prioridades de los flujos de paquetes y realizar un análisis comparativo de diferentes modelos para identificar la solución más efectiva. El estudio presenta un modelo de enrutamiento multipath basado en el tipo de servicio y realiza investigaciones numéricas para evaluar las soluciones propuestas en diversas condiciones de red. Los hallazgos permitieron seleccionar el modelo que ofrece la regulación más precisa de la diferenciación de servicios para flujos de prioridad diferentes al optimizar la estrategia de equilibrio de carga. Este modelo dirige flujos de paquetes de alta prioridad a través de enlaces y rutas menos cargadas, mientras que los flujos de baja prioridad se envían por caminos más cargados. Además, las rutas para flujos de alta prioridad están diseñadas para tener menos saltos que las de flujos de baja prioridad. Este enfoque mejora la utilización de recursos de red y simplifica la arquitectura para ofrecer una calidad de servicio diferenciada, reduciendo potencialmente la necesidad de configuración manual de mecanismos de gestión de congestión. El estudio concluye que el modelo mejorado propuesto es el más efectivo para la implementación práctica en redes modernas, ofreciendo una solución sólida para gestionar el tráfico de prioridad diversa.