Для решения задачи восстановления соединений в сетях MPLS предлагается использовать однородные линейные диофантовы системы специального вида и их базисы Гильберта как математический аппарат моделирования маршрутов. Такой подход позволяет уменьшить трудоемкость решения задачи поиска резервных маршрутов по сравнению с известной графовой моделью. Предлагаемая кумулятивная характеристика маршрута определяет его качество в зависимости от характеристик линий связи. Для реализации моделей используются авторские псевдополиномиальные алгоритмы, позволяющие за приемлемое время находить маршруты-кандидаты для сетей MPLS реальных размерностей. Ключевые слова: сети MPLS, восстановление соединений, линейные диофантовы модели, кумулятивная характеристика